Un metal detector o metal detector è progettato per rilevare oggetti che differiscono nelle loro proprietà elettriche e/o magnetiche dall'ambiente in cui si trovano. In poche parole, ti permette di trovare il metallo nel terreno. Ma non solo nel metallo, e non solo nel terreno. I metal detector vengono utilizzati da servizi di ispezione, criminologi, personale militare, geologi, costruttori per cercare profili sotto rivestimento, raccordi, per verificare piani e schemi di comunicazioni sotterranee e persone di molte altre specialità.

I metal detector fai-da-te sono spesso realizzati da dilettanti: cacciatori di tesori, storici locali, membri di associazioni storiche militari. Questo articolo è rivolto principalmente a loro, ai principianti; I dispositivi in ​​esso descritti consentono di trovare una moneta delle dimensioni di un nichel sovietico a una profondità di 20-30 cm o un pezzo di ferro delle dimensioni di un tombino a circa 1-1,5 m sotto la superficie. Tuttavia, questo dispositivo fatto in casa può essere utile anche in fattoria durante le riparazioni o nei cantieri. Alla fine, dopo aver scoperto un centinaio o due di tubi o strutture metalliche abbandonate nel terreno e vendendo il ritrovamento per rottami metallici, puoi guadagnare una cifra decente. E ci sono sicuramente più tesori simili in terra russa che forzieri dei pirati con dobloni o baccelli di ladri boiardi con efimka.

Nota: Se non hai conoscenze di ingegneria elettrica e radioelettronica, non lasciarti intimidire dai diagrammi, dalle formule e dalla terminologia speciale presenti nel testo. L'essenza è detta semplicemente, e alla fine ci sarà una descrizione del dispositivo, che può essere realizzato in 5 minuti su un tavolo, senza sapere come saldare o torcere i fili. Ma ti permetterà di “sentire” le peculiarità della ricerca dei metalli e, se sorge interesse, arriveranno conoscenze e abilità.

Un po' più di attenzione rispetto agli altri andrà posta al metal detector “Pirata”, vedi fig. Questo dispositivo è abbastanza semplice da poter essere ripetuto dai principianti, ma i suoi indicatori di qualità non sono inferiori a molti modelli di marca che costano fino a $ 300-400. E, cosa più importante, ha mostrato un'eccellente ripetibilità, ad es. piena funzionalità se fabbricato secondo le descrizioni e le specifiche. Il design del circuito e il principio di funzionamento del “Pirata” sono abbastanza moderni; Ci sono abbastanza manuali su come configurarlo e come usarlo.

Principio operativo

Il metal detector funziona secondo il principio dell'induzione elettromagnetica. In generale, il circuito del metal detector è costituito da un trasmettitore di vibrazioni elettromagnetiche, una bobina trasmittente, una bobina ricevente, un ricevitore, un circuito di estrazione del segnale utile (discriminatore) e un dispositivo di indicazione. Unità funzionali separate sono spesso combinate nei circuiti e nel design, ad esempio il ricevitore e il trasmettitore possono funzionare sulla stessa bobina, la parte ricevente rilascia immediatamente il segnale utile, ecc.

La bobina crea un campo elettromagnetico (EMF) di una certa struttura nel mezzo. Se nella sua area d'azione è presente un oggetto elettricamente conduttivo, pos. E nella figura vengono indotte correnti parassite o correnti di Foucault, che creano il proprio campo elettromagnetico. Di conseguenza, la struttura del campo della bobina è distorta, pos. B. Se l'oggetto non è elettricamente conduttivo, ma ha proprietà ferromagnetiche, allora distorce il campo originale a causa della schermatura. In entrambi i casi il ricevitore rileva la differenza tra la FEM e quella originale e la converte in un segnale acustico e/o ottico.

Nota: in linea di principio per un metal detector non è necessario che l'oggetto sia elettricamente conduttivo; il terreno no. La cosa principale è che le loro proprietà elettriche e/o magnetiche sono diverse.

Rilevatore o scanner?

Nelle fonti commerciali, costosi rilevatori di metalli altamente sensibili, ad es. I Terra-N sono spesso chiamati geoscanner. Questo non è vero. I geoscanner funzionano secondo il principio della misurazione della conduttività elettrica del terreno in diverse direzioni a diverse profondità; questa procedura è chiamata registrazione laterale. Utilizzando i dati di registrazione, il computer crea un'immagine sullo schermo di tutto ciò che si trova nel terreno, inclusi strati geologici di diverse proprietà.

Varietà

Parametri comuni

Il principio di funzionamento di un metal detector può essere implementato tecnicamente in diversi modi, a seconda dello scopo dell'apparecchio. I metal detector per la prospezione dell'oro in spiaggia e per la prospezione da costruzione e riparazione possono essere simili nell'aspetto, ma differiscono significativamente nel design e nei dati tecnici. Per realizzare correttamente un metal detector è necessario comprendere chiaramente quali requisiti deve soddisfare per questo tipo di lavoro. Basato su questo, Si possono distinguere i seguenti parametri dei metal detector di ricerca:

1. La penetrazione, o capacità di penetrazione, è la profondità massima alla quale si estende una bobina EMF nel terreno. Il dispositivo non rileverà nulla di più profondo, indipendentemente dalle dimensioni e dalle proprietà dell'oggetto.
2. La dimensione e le dimensioni della zona di ricerca rappresentano un'area immaginaria nel terreno in cui verrà rilevato l'oggetto.
3. La sensibilità è la capacità di rilevare oggetti più o meno piccoli.
4. La selettività è la capacità di rispondere in modo più forte ai risultati desiderabili. Il dolce sogno dei minatori da spiaggia è un rilevatore che emette un segnale acustico solo per i metalli preziosi.
5. L'immunità al rumore è la capacità di non rispondere ai campi elettromagnetici provenienti da fonti estranee: stazioni radio, fulmini, linee elettriche, veicoli elettrici e altre fonti di interferenza.
6. La mobilità e l'efficienza sono determinate dal consumo energetico (quante batterie dureranno), dal peso e dalle dimensioni del dispositivo e dalle dimensioni della zona di ricerca (quanto può essere “sondato” in 1 passaggio).
7. La discriminazione, o risoluzione, offre all'operatore o al microcontrollore di controllo l'opportunità di giudicare la natura dell'oggetto trovato dalla risposta del dispositivo.

La discriminazione, a sua volta, è un parametro composito, perché All'uscita del metal detector ci sono 1, massimo 2 segnali e ci sono più quantità che determinano le proprietà e la posizione del ritrovamento. Tuttavia, tenendo conto del cambiamento nella reazione del dispositivo quando si avvicina a un oggetto, si distinguono 3 componenti:

• Spaziale – indica la posizione dell'oggetto nell'area di ricerca e la profondità della sua occorrenza.
• Geometrico: consente di giudicare la forma e la dimensione di un oggetto.
• Qualitativo: consente di formulare ipotesi sulle proprietà del materiale dell'oggetto.

Frequenza operativa

Tutti i parametri di un metal detector sono collegati in modo complesso e molte relazioni si escludono a vicenda. Quindi, ad esempio, l'abbassamento della frequenza del generatore consente di ottenere una maggiore penetrazione e area di ricerca, ma al costo di un aumento del consumo di energia e peggiora la sensibilità e la mobilità a causa dell'aumento delle dimensioni della bobina. In generale, ogni parametro e i suoi complessi sono in qualche modo legati alla frequenza del generatore. Ecco perché La classificazione iniziale dei metal detector si basa sulla gamma di frequenza operativa:

1. Frequenza ultrabassa (ELF) - fino ai primi cento Hz. Assolutamente non dispositivi amatoriali: consumo energetico di decine di W, senza l'elaborazione del computer è impossibile giudicare nulla dal segnale, il trasporto richiede veicoli.
2. Bassa frequenza (LF) - da centinaia di Hz a diversi kHz. Sono semplici nella progettazione e nel design dei circuiti, resistenti al rumore, ma non molto sensibili, la discriminazione è scarsa. Penetrazione - fino a 4-5 m con consumo di potenza da 10 W (i cosiddetti metal detector profondi) o fino a 1-1,5 m con alimentazione a batterie. Reagiscono in modo più acuto ai materiali ferromagnetici (metalli ferrosi) o a grandi masse di materiali diamagnetici (strutture edili in cemento e pietra), motivo per cui vengono talvolta chiamati rilevatori magnetici. Sono poco sensibili alle proprietà del suolo.
3. Alta frequenza (IF) – fino a diverse decine di kHz. LF è più complesso, ma i requisiti per la bobina sono bassi. Penetrazione - fino a 1-1,5 m, immunità al rumore a C, buona sensibilità, discriminazione soddisfacente. Può essere universale se utilizzato in modalità a impulsi, vedere di seguito. Su terreni irrigati o mineralizzati (con frammenti o particelle di roccia che proteggono i campi elettromagnetici), funzionano male o non percepiscono nulla.
4. Alte frequenze o radiofrequenze (HF o RF) - tipici metal detector "per oro": eccellente discriminazione fino a una profondità di 50-80 cm in terreni asciutti, non conduttivi e non magnetici (sabbia della spiaggia, ecc.) Consumo energetico - come Prima. n. Il resto è sull'orlo del fallimento. L'efficacia del dispositivo dipende in gran parte dal design e dalla qualità delle bobine.

Nota: mobilità dei metal detector secondo i paragrafi. 2-4 buono: con un set di celle al sale AA (“batterie”) puoi lavorare fino a 12 ore senza sovraccaricare l'operatore.

I metal detector a impulsi si distinguono. In essi, la corrente primaria entra nella bobina a impulsi. Impostando la frequenza di ripetizione degli impulsi all'interno della gamma LF e la loro durata, che determina la composizione spettrale del segnale corrispondente alle gamme IF-HF, è possibile ottenere un metal detector che combina le proprietà positive di LF, IF e HF oppure è sintonizzabile.

Metodo di ricerca

Esistono almeno 10 metodi per cercare oggetti utilizzando i campi elettromagnetici. Ma ad esempio, il metodo di digitalizzazione diretta del segnale di risposta con l'elaborazione computerizzata è per uso professionale.

Un metal detector fatto in casa è costruito nei seguenti modi:

• Parametrico.
• Ricetrasmettitore.
• Con accumulo di fase.
• Ai ritmi.

Senza ricevitore

I metal detector parametrici in qualche modo esulano dalla definizione del principio di funzionamento: non hanno né un ricevitore né una bobina ricevente. Per il rilevamento, viene utilizzata l'influenza diretta dell'oggetto sui parametri della bobina del generatore - induttanza e fattore di qualità - e la struttura dell'EMF non ha importanza. La modifica dei parametri della bobina porta ad una variazione della frequenza e dell'ampiezza delle oscillazioni generate, che viene registrata in diversi modi: misurando la frequenza e l'ampiezza, modificando il consumo di corrente del generatore, misurando la tensione nel PLL loop (un sistema ad anello ad aggancio di fase che lo “tira” a un determinato valore), ecc.

I metal detector parametrici sono semplici, economici e resistenti al rumore, ma il loro utilizzo richiede determinate competenze, perché... la frequenza “galleggia” sotto l'influenza delle condizioni esterne. La loro sensibilità è debole; Sono utilizzati soprattutto come rilevatori magnetici.

Con ricevitore e trasmettitore

Il dispositivo del metal detector ricetrasmettitore è mostrato in Fig. all'inizio, alla spiegazione del principio di funzionamento; Qui viene descritto anche il principio di funzionamento. Tali dispositivi consentono di ottenere la migliore efficienza nella loro gamma di frequenza, ma sono complessi nella progettazione del circuito e richiedono un sistema di bobina particolarmente pregiato. I metal detector ricetrasmettitori con una bobina sono chiamati rilevatori a induzione. La loro ripetibilità è migliore, perché il problema della corretta disposizione delle bobine l'una rispetto all'altra scompare, ma la progettazione del circuito è più complicata: è necessario evidenziare il segnale secondario debole sullo sfondo di quello primario forte.

Nota: Nei metal detector ricetrasmettitori a impulsi è possibile eliminare anche il problema dell'isolamento. Ciò è spiegato dal fatto che il cosiddetto “catch” viene “catturato” come segnale secondario. la “coda” dell'impulso riemesso dall'oggetto. A causa della dispersione durante la riemissione, l'impulso primario si allarga e parte dell'impulso secondario finisce nello spazio tra i primari, da dove è facile da isolare.

Finché non scatta

I metal detector con accumulo di fase, o sensibili alla fase, sono a bobina singola pulsata o con 2 generatori, ciascuno funzionante sulla propria bobina. Nel primo caso si sfrutta il fatto che durante la riemissione gli impulsi non solo si diffondono, ma vengono anche ritardati. Lo sfasamento aumenta nel tempo; quando raggiunge un certo valore, il discriminatore si attiva e in cuffia si sente un clic. Man mano che ci si avvicina all'oggetto, i clic diventano più frequenti e si fondono in un suono sempre più acuto. È su questo principio che è costruito "Pirate".

Nel secondo caso la tecnica di ricerca è la stessa, ma operano 2 oscillatori elettricamente e geometricamente strettamente simmetrici, ciascuno con la propria bobina. In questo caso, a causa dell'interazione dei loro campi elettromagnetici, avviene la sincronizzazione reciproca: i generatori funzionano in tempo. Quando l'EMF generale è distorto, iniziano le interruzioni della sincronizzazione, udite come gli stessi clic e quindi un tono. I metal detector a doppia bobina con mancata sincronizzazione sono più semplici dei rilevatori di impulsi, ma meno sensibili: la loro penetrazione è 1,5-2 volte inferiore. La discriminazione in entrambi i casi è prossima all'eccellente.

I metal detector sensibili alla fase sono gli strumenti preferiti dai cercatori di resort. Gli assi della ricerca regolano i loro strumenti in modo che esattamente sopra l'oggetto il suono scompaia di nuovo: la frequenza dei clic va nella regione degli ultrasuoni. In questo modo, su una spiaggia di conchiglie, è possibile trovare orecchini d'oro delle dimensioni di un'unghia fino a una profondità di 40 cm, ma su terreni con piccole disomogeneità, irrigati e mineralizzati, i metal detector con accumulo di fase sono inferiori a altri, eccetto quelli parametrici.

Dal cigolio

Battiti di 2 segnali elettrici - un segnale con una frequenza pari alla somma o alla differenza delle frequenze fondamentali dei segnali originali o dei loro multipli - armoniche. Quindi, ad esempio, se agli ingressi di un dispositivo speciale - un mixer - vengono applicati segnali con frequenze di 1 MHz e 1.000.500 Hz o 1.0005 MHz, e le cuffie o un altoparlante sono collegati all'uscita del mixer, allora sentiremo un tono puro di 500 Hz. E se il 2° segnale è 200-100 Hz o 200,1 kHz, accadrà la stessa cosa, perché 200 100 x 5 = 1.000.500; abbiamo “catturato” la quinta armonica.

In un metal detector ci sono 2 generatori che operano sui battiti: uno di riferimento e uno di lavoro. La bobina del circuito oscillante di riferimento è piccola, protetta da influenze estranee, oppure la sua frequenza è stabilizzata da un risonatore al quarzo (semplicemente quarzo). La bobina del generatore funzionante (di ricerca) è un generatore di ricerca e la sua frequenza dipende dalla presenza di oggetti nell'area di ricerca. Prima della ricerca, il generatore funzionante è impostato su zero battiti, ad es. finché le frequenze non coincidono. Di norma, non si ottiene un suono zero completo, ma viene regolato su un tono molto basso o sibilante, questo è più conveniente da cercare. Cambiando il tono dei battiti si giudica la presenza, la dimensione, le proprietà e la posizione di un oggetto.

Nota: Molto spesso, la frequenza del generatore di ricerca viene presa molte volte inferiore a quella di riferimento e opera sulle armoniche. Ciò consente, in primo luogo, di evitare in questo caso l'influenza reciproca dannosa dei generatori; in secondo luogo, regolare il dispositivo in modo più accurato e, in terzo luogo, cercare la frequenza ottimale in questo caso.

I metal detector armonici sono generalmente più complessi dei metal detector ad impulsi, ma funzionano su qualsiasi tipo di terreno. Realizzati e sintonizzati correttamente, non sono inferiori a quelli a impulso. Questo può essere giudicato almeno dal fatto che i cercatori d'oro e i bagnanti non saranno d'accordo su cosa sia meglio: un impulso o un battito?

Bobina e cose del genere

L'idea sbagliata più comune dei radioamatori alle prime armi è l'assolutizzazione della progettazione dei circuiti. Ad esempio, se lo schema è "interessante", allora tutto sarà di prim'ordine. Per quanto riguarda i metal detector, questo è doppiamente vero, perché... i loro vantaggi operativi dipendono in gran parte dal design e dalla qualità di fabbricazione della bobina di ricerca. Come ha affermato un cercatore di resort: “La reperibilità del rilevatore dovrebbe essere nella tasca, non nelle gambe”.

Durante lo sviluppo di un dispositivo, i parametri del suo circuito e della bobina vengono adattati tra loro fino a ottenere il valore ottimale. Anche se un determinato circuito con una bobina “estranea” funziona, non raggiungerà i parametri dichiarati. Pertanto, quando scegliete un prototipo da replicare, guardate innanzitutto la descrizione della bobina. Se è incompleto o impreciso, è meglio costruire un altro dispositivo.

Informazioni sulle dimensioni della bobina

Una bobina grande (larga) emette campi elettromagnetici in modo più efficace e “illuminerà” il terreno più profondamente. La sua area di ricerca è più ampia, il che gli consente di ridurre l’“essere trovato con i piedi”. Tuttavia, se nell'area di ricerca è presente un oggetto grande e non necessario, il suo segnale “intaserà” quello debole dalla piccola cosa che stai cercando. Pertanto, è consigliabile prendere o realizzare un metal detector progettato per funzionare con bobine di diverse dimensioni.

Nota: I diametri tipici dei coil sono 20-90 mm per la ricerca di raccordi e profili, 130-150 mm per “beach gold” e 200-600 mm “per ferro di grandi dimensioni”.

monociclo

Viene chiamato il tipo tradizionale di bobina del metal detector. bobina sottile o Mono Loop (anello singolo): un anello di molte spire di filo di rame smaltato con larghezza e spessore 15-20 volte inferiori al diametro medio dell'anello. I vantaggi di una bobina monoloop sono una debole dipendenza dei parametri dal tipo di terreno, una zona di ricerca restringente, che consente, spostando il rilevatore, di determinare con maggiore precisione la profondità e la posizione del ritrovamento e la semplicità del design. Svantaggi: fattore di bassa qualità, motivo per cui l'impostazione “galleggia” durante il processo di ricerca, suscettibilità alle interferenze e risposta vaga all'oggetto: lavorare con un monoloop richiede una notevole esperienza nell'utilizzo di questa particolare istanza del dispositivo. Si consiglia ai principianti di realizzare metal detector fatti in casa con un monoloop per ottenere un design realizzabile senza problemi e acquisire esperienza di ricerca con esso.

Induttanza

Quando si sceglie un circuito, per garantire l'affidabilità delle promesse dell'autore, e ancora di più quando lo si progetta o lo modifica autonomamente, è necessario conoscere l'induttanza della bobina ed essere in grado di calcolarla. Anche se stai realizzando un metal detector da un kit acquistato, devi comunque controllare l'induttanza mediante misurazioni o calcoli, in modo da non scervellarti in seguito: perché, tutto sembra funzionare correttamente e non emettere segnali acustici.

Su Internet sono disponibili calcolatori per il calcolo dell'induttanza delle bobine, ma un programma per computer non può fornire tutti i casi pratici. Pertanto, nella Fig. viene fornito un vecchio nomogramma testato da decenni per il calcolo delle bobine multistrato; una bobina sottile è un caso speciale di una bobina multistrato.

Per calcolare il monoloop di ricerca, il nomogramma viene utilizzato come segue:

• Prendiamo il valore dell'induttanza L dalla descrizione del dispositivo e le dimensioni della spira D, l e t dallo stesso punto o secondo la nostra scelta; valori tipici: L = 10 mH, D = 20 cm, l = t = 1 cm.
• Usando il nomogramma determiniamo il numero di giri w.
• Impostiamo il coefficiente di posa k = 0,5, utilizzando le dimensioni l (altezza della bobina) et (la sua larghezza) determiniamo l'area della sezione trasversale del circuito e troviamo l'area del rame puro in esso come S = klt.
• Dividendo S per w, otteniamo la sezione trasversale del filo di avvolgimento e da essa il diametro del filo d.
• Se risulta d = (0,5...0,8) mm, è tutto OK. Altrimenti aumentiamo l e t quando d>0,8 mm o diminuiamo quando d<0,5 мм.

Immunità al rumore

Il monoloop "cattura" bene le interferenze, perché è progettata esattamente come un'antenna a telaio. È possibile aumentare la sua immunità al rumore, in primo luogo, posizionando l'avvolgimento nel cosiddetto. Scudo di Faraday: un tubo metallico, una treccia o un avvolgimento di lamina con un'interruzione in modo che non si formi una spira cortocircuitata, che “divorerà” tutte le bobine EMF, vedere fig. sulla destra. Se sullo schema originale c'è una linea tratteggiata vicino alla designazione della bobina di ricerca (vedi schemi sotto), significa che la bobina di questo dispositivo deve essere posizionata nello scudo di Faraday.

Inoltre, lo schermo deve essere collegato al filo comune del circuito. Qui c'è un problema per i principianti: il conduttore di terra deve essere collegato allo schermo rigorosamente simmetricamente al taglio (vedere la stessa figura) e portato al circuito anche simmetricamente rispetto ai fili del segnale, altrimenti il ​​rumore continuerà a “strisciare” all'interno bobina.

Lo schermo assorbe anche parte dei campi elettromagnetici di ricerca, riducendo la sensibilità del dispositivo. Questo effetto è particolarmente evidente nei metal detector a impulsi; le loro bobine non possono essere affatto schermate. In questo caso, è possibile ottenere una maggiore immunità al rumore bilanciando l'avvolgimento. Il punto è che per una sorgente EMF remota, la bobina è un oggetto puntiforme e la fem. le interferenze nelle sue metà si sopprimeranno a vicenda. Potrebbe essere necessaria anche una bobina simmetrica nel circuito se il generatore è push-pull o induttivo a tre punti.

In questo caso però è impossibile simmetria della bobina utilizzando il metodo bifilare familiare ai radioamatori (vedi figura): quando nel campo della bobina bifilare si trovano oggetti conduttori e/o ferromagnetici, la sua simmetria viene rotta. Cioè, l'immunità al rumore del metal detector scomparirà proprio quando sarà più necessaria. Pertanto, è necessario bilanciare la bobina monoloop mediante avvolgimento incrociato, vedere la stessa fig. La sua simmetria non viene rotta in nessuna circostanza, ma avvolgere trasversalmente una bobina sottile con un gran numero di giri è un lavoro infernale, e quindi è meglio realizzare una bobina a cestello.

Cestino

I mulinelli a cestello presentano tutti i vantaggi dei monoloop in misura ancora maggiore. Inoltre, le bobine a cestello sono più stabili, il loro fattore di qualità è più elevato e il fatto che la bobina sia piatta è un doppio vantaggio: sensibilità e discriminazione aumenteranno. Le bobine del cestello sono meno suscettibili alle interferenze: fem dannosa. incrociando i fili si annullano a vicenda. L'unico aspetto negativo è che le bobine a cestello richiedono un mandrino realizzato con precisione, rigido e durevole: la forza di tensione totale di molte spire raggiunge valori elevati.

Le bobine a cestello sono strutturalmente piatte e tridimensionali, ma elettricamente un “cestino” tridimensionale equivale ad uno piatto, cioè crea lo stesso EMF. La bobina volumetrica del cestello è ancora meno sensibile alle interferenze e, cosa importante per i metal detector a impulsi, la dispersione degli impulsi al suo interno è minima, ad es. È più facile cogliere la varianza causata dall'oggetto. I vantaggi del metal detector "Pirata" originale sono in gran parte dovuti al fatto che la sua bobina "nativa" è un cesto voluminoso (vedi figura), ma il suo avvolgimento è complesso e richiede tempo.

È meglio per un principiante avvolgere da solo un cestino piatto, vedere fig. sotto. Per i metal detector "per oro" o, ad esempio, per il metal detector "a farfalla" descritto di seguito e un semplice ricetrasmettitore a 2 bobine, un buon supporto sarebbero i dischi del computer inutilizzabili. La loro metallizzazione non danneggerà: è molto sottile e nichelata. Condizione indispensabile: un numero dispari, e nessun altro, di slot. Non è richiesto un nomogramma per il calcolo di un paniere piatto; il calcolo viene effettuato come segue:

• Sono impostati con un diametro D2 pari al diametro esterno del mandrino meno 2-3 mm e assumono D1 = 0,5D2, questo è il rapporto ottimale per le bobine di ricerca.
• Secondo la formula (2) in Fig. calcolare il numero di giri.
• Dalla differenza D2 – D1, tenendo conto del coefficiente di posa piana pari a 0,85, si calcola il diametro del filo nell'isolante.

Come non farlo e come avvolgere i cestini

Alcuni dilettanti si incaricano di avvolgere grandi cestini utilizzando il metodo mostrato in Fig. sotto: realizzare un mandrino con chiodi isolati (pos. 1) o viti autofilettanti, avvolgerli secondo lo schema, pos. 2 (in questo caso pos. 3, per un numero di giri multiplo di 8; ogni 8 giri si ripete lo “schema”), quindi schiuma, pos. 4, il mandrino viene estratto e la schiuma in eccesso viene tagliata. Ma presto si scopre che le bobine allungate tagliano la schiuma e tutto il lavoro è andato sprecato. Cioè, per avvolgerlo in modo affidabile, è necessario incollare pezzi di plastica resistente nei fori della base e solo successivamente avvolgerlo. E ricorda: il calcolo indipendente di una bobina volumetrica del cestello è impossibile senza programmi per computer appropriati; La tecnica del canestro piatto non è applicabile in questo caso.

Bobine DD

DD in questo caso non significa rilevatore a lungo raggio, ma doppio o differenziale; nell'originale – DD (Doppio Rivelatore). Questa è una bobina di 2 metà identiche (braccia), piegate con qualche intersezione. Con un accurato equilibrio elettrico e geometrico dei bracci DD, la FEM di ricerca viene contratta nella zona di intersezione, a destra in Fig. a sinistra c'è una bobina monoloop e il suo campo. La minima eterogeneità dello spazio nell'area di ricerca provoca uno squilibrio e appare un segnale forte e acuto. Una bobina DD consente a un cercatore inesperto di rilevare un oggetto piccolo, profondo e altamente conduttivo quando una lattina arrugginita si trova accanto e sopra di esso.

Le bobine DD sono chiaramente orientate “verso l'oro”; Tutti i metal detector marcati GOLD ne sono dotati. Tuttavia, su terreni poco profondi, eterogenei e/o conduttivi, falliscono del tutto o spesso danno falsi segnali. La sensibilità della bobina DD è molto elevata, ma la discriminazione è prossima allo zero: il segnale o è marginale o non c'è affatto. Pertanto, i metal detector con bobine DD sono preferiti dai ricercatori interessati solo al "tascabile".

Nota: Maggiori dettagli sulle bobine DD possono essere trovati più avanti nella descrizione del corrispondente metal detector. Le spalle DD vengono avvolte alla rinfusa, come un monoloop, su un mandrino speciale, vedi sotto, o con cestelli.

Come attaccare la bobina

I telai e i mandrini già pronti per le bobine di ricerca sono venduti in una vasta gamma, ma i venditori non sono timidi con i ricarichi. Pertanto, molti hobbisti realizzano la base della bobina in compensato, a sinistra nella figura:

Disegni multipli

Parametrico

Il metal detector più semplice per la ricerca di raccordi, cablaggi, profili e comunicazioni nelle pareti e nei soffitti può essere assemblato secondo la Fig. Il vecchio transistor MP40 può essere sostituito senza problemi con il KT361 o suoi analoghi; Per utilizzare i transistor PNP è necessario invertire la polarità della batteria.

Questo metal detector è un rilevatore magnetico di tipo parametrico funzionante su LF. Il tono del suono nelle cuffie può essere modificato selezionando la capacità C1. Sotto l'influenza dell'oggetto, il tono diminuisce, a differenza di tutti gli altri tipi, quindi inizialmente è necessario ottenere un "cigolio di zanzara" e non un sibilo o un brontolio. Il dispositivo distingue il cablaggio sotto tensione dal cablaggio “vuoto”, al tono si sovrappone un ronzio a 50 Hz.

Il circuito è un generatore di impulsi con feedback induttivo e stabilizzazione della frequenza tramite un circuito LC. Una bobina ad anello è un trasformatore di uscita da un vecchio ricevitore a transistor o da uno di potenza a bassa tensione "bazar-cinese" a bassa potenza. Molto adatto è un trasformatore proveniente da un'inutilizzabile fonte di alimentazione dell'antenna polacca, nel suo caso, staccando la spina di rete, è possibile assemblare l'intero apparecchio, quindi è meglio alimentarlo con una batteria a bottone al litio da 3 V. Avvolgimento II in Fico. – primario o di rete; I – secondario o step-down di 12 V. Esatto, il generatore funziona con la saturazione dei transistor, che garantisce un consumo energetico trascurabile e un'ampia gamma di impulsi, facilitando la ricerca.

Per trasformare un trasformatore in un sensore è necessario aprire il suo circuito magnetico: rimuovere il telaio con gli avvolgimenti, rimuovere i ponticelli diritti del nucleo - il giogo - e piegare da parte le piastre a W, come a destra nella figura , quindi rimontare gli avvolgimenti. Se le parti sono funzionanti, il dispositivo entra immediatamente in funzione; in caso contrario, è necessario invertire le estremità di uno qualsiasi degli avvolgimenti.

Uno schema parametrico più complesso è mostrato in Fig. sulla destra. L con i condensatori C4, C5 e C6 è sintonizzato su 5, 12,5 e 50 kHz e il quarzo trasmette rispettivamente la 10a, 4a armonica e il tono fondamentale al misuratore di ampiezza. Il circuito è più da saldare sul tavolo per i dilettanti: c'è molta confusione con le impostazioni, ma non c'è "stile", come si suol dire. Fornito solo come esempio.

Ricetrasmettitore

Molto più sensibile è un metal detector ricetrasmettitore con bobina DD, che può essere realizzato in casa senza troppe difficoltà, vedere Fig. A sinistra c'è il trasmettitore; a destra c'è il ricevitore. Qui vengono descritte anche le proprietà dei diversi tipi di DD.

Questo metal detector è LF; la frequenza di ricerca è di circa 2 kHz. Profondità di rilevamento: nichel sovietico - 9 cm, barattolo di latta - 25 cm, portello fognario - 0,6 M. I parametri sono "tre", ma puoi padroneggiare la tecnica di lavorare con DD prima di passare a strutture più complesse.

Le bobine contengono 80 spire di filo PE da 0,6-0,8 mm, avvolte alla rinfusa su un mandrino di 12 mm di spessore, il cui disegno è mostrato in Fig. Sinistra. In generale, il dispositivo non è fondamentale per i parametri delle bobine; sarebbero esattamente le stesse e posizionate rigorosamente simmetricamente. Nel complesso, un simulatore buono ed economico per coloro che vogliono padroneggiare qualsiasi tecnica di ricerca, incl. "per l'oro." Nonostante la sensibilità di questo metal detector sia bassa, la discriminazione è molto buona nonostante l'utilizzo del DD.

Per configurare il dispositivo, accendere prima le cuffie al posto del trasmettitore L1 e verificare dal tono che il generatore funzioni. Successivamente si cortocircuita L1 del ricevitore e selezionando R1 e R3 si imposta sui collettori VT1 e VT2 rispettivamente una tensione pari a circa la metà della tensione di alimentazione. Successivamente, R5 imposta la corrente del collettore VT3 entro 5..8 mA, apre L1 del ricevitore e il gioco è fatto, puoi cercare.

Fase cumulativa

I progetti in questa sezione mostrano tutti i vantaggi del metodo di accumulo di fase. Il primo metal detector, soprattutto per uso edile, costerà pochissimo, perché... le sue parti più laboriose sono realizzate... in cartone, vedi fig.:

Il dispositivo non necessita di regolazione; il timer integrato 555 è un analogo dell'IC domestico (circuito integrato) K1006VI1. In esso avvengono tutte le trasformazioni del segnale; Il metodo di ricerca è pulsato. L'unica condizione è che l'altoparlante abbia bisogno di uno piezoelettrico (cristallino); un altoparlante normale o delle cuffie sovraccaricheranno l'IC e presto falliranno.

L'induttanza della bobina è di circa 10 mH; frequenza operativa – entro 100-200 kHz. Con uno spessore del mandrino di 4 mm (1 strato di cartone), una bobina con un diametro di 90 mm contiene 250 spire di filo PE 0,25 e una bobina da 70 mm contiene 290 spire.

Metal detector “Butterfly”, vedi fig. a destra, nei suoi parametri è già vicino agli strumenti professionali: il nichel sovietico si trova a una profondità di 15-22 cm, a seconda del terreno; portello fognario - a una profondità massima di 1 m Efficace in caso di errori di sincronizzazione; schema, scheda e tipologia di installazione - in Fig. sotto. Si prega di notare che ci sono 2 bobine separate con un diametro di 120-150 mm, non DD! Non devono intersecarsi! Entrambi gli altoparlanti sono piezoelettrici, come prima. caso. Condensatori: termostabili, mica o ceramici ad alta frequenza.

Le proprietà della “Farfalla” miglioreranno e sarà più semplice configurarla se, prima, si avvolgono le bobine con cestelli piatti; l'induttanza è determinata dalla frequenza operativa specificata (fino a 200 kHz) e dalle capacità dei condensatori del circuito (10.000 pF ciascuno nel diagramma). Il diametro del filo varia da 0,1 a 1 mm, più grande è, meglio è. Il rubinetto di ciascuna bobina è formato da un terzo delle spire, contando dall'estremità fredda (inferiore nel diagramma). In secondo luogo, se i singoli transistor vengono sostituiti con un gruppo a 2 transistor per i circuiti amplificatori K159NT1 o suoi analoghi; Una coppia di transistor cresciuti sullo stesso cristallo ha esattamente gli stessi parametri, il che è importante per i circuiti con errore di sincronizzazione.

Per configurare la Butterfly è necessario regolare con precisione l'induttanza delle bobine. L'autore del progetto consiglia di allontanare le spire o di spostarle o di regolare le bobine con ferrite, ma dal punto di vista della simmetria elettromagnetica e geometrica sarebbe meglio collegare condensatori di trimming da 100-150 pF in parallelo con condensatori da 10.000 pF e ruotarli in direzioni diverse durante l'accordatura.

La configurazione vera e propria non è difficile: il dispositivo appena assemblato emette un segnale acustico. Portiamo alternativamente una casseruola di alluminio o una lattina di birra sulle bobine. Per uno: il cigolio diventa sempre più forte; dall'altro: più basso e più silenzioso o completamente silenzioso. Qui aggiungiamo un po' di capacità al rifinitore e nella spalla opposta lo rimuoviamo. In 3-4 cicli puoi ottenere il silenzio completo negli altoparlanti: il dispositivo è pronto per la ricerca.

Maggiori informazioni su "Pirata"

Torniamo al famoso "Pirata"; È un ricetrasmettitore di impulsi con accumulo di fase. Il diagramma (vedi figura) è molto trasparente e può essere considerato un classico per questo caso.

Il trasmettitore è costituito da un oscillatore principale (MG) sullo stesso timer 555 e da un potente interruttore su T1 e T2. A sinistra c'è la versione ZG senza IC; in esso dovrai impostare la frequenza di ripetizione degli impulsi sull'oscilloscopio su 120-150 Hz R1 e la durata dell'impulso su 130-150 μs R2. La bobina L è comune. Un limitatore sui diodi D1 e D2 per una corrente di 0,5 A salva l'amplificatore del ricevitore QP1 dal sovraccarico. Il discriminatore è montato su QP2; insieme costituiscono il doppio amplificatore operazionale K157UD2. Infatti le “code” degli impulsi riemessi si accumulano nel contenitore C5; quando il "serbatoio è pieno", un impulso salta all'uscita di QP2, che viene amplificato da T3 e dà un clic nella dinamica. Il resistore R13 regola la velocità di riempimento del “serbatoio” e, di conseguenza, la sensibilità del dispositivo. Puoi saperne di più su "Pirata" dal video:

Video: metal detector “Pirata”.

e sulle caratteristiche della sua configurazione - dal seguente video:

Video: impostazione della soglia del metal detector “Pirata”.

Ai ritmi

Coloro che vogliono provare tutte le delizie del processo di ricerca battente con bobine sostituibili possono assemblare un metal detector secondo lo schema di Fig. La sua particolarità, innanzitutto, è l'efficienza: l'intero circuito è assemblato su logica CMOS e, in assenza di oggetto, consuma pochissima corrente. In secondo luogo, il dispositivo funziona sulle armoniche. L'oscillatore di riferimento su DD2.1-DD2.3 è stabilizzato dal quarzo ZQ1 a 1 MHz e l'oscillatore di ricerca su DD1.1-DD1.3 funziona ad una frequenza di circa 200 kHz. Quando si imposta il dispositivo prima della ricerca, l'armonica desiderata viene “catturata” con un varicap VD1. La miscelazione dei segnali di lavoro e di riferimento avviene in DD1.4. In terzo luogo, questo metal detector è adatto per lavorare con bobine sostituibili.

È meglio sostituire la serie IC 176 con la stessa serie 561, il consumo di corrente diminuirà e la sensibilità del dispositivo aumenterà. Non puoi semplicemente sostituire le vecchie cuffie sovietiche ad alta impedenza TON-1 (preferibilmente TON-2) con quelle a bassa impedenza del lettore: sovraccaricheranno il DD1.4. È necessario installare un amplificatore come quello "pirata" (C7, R16, R17, T3 e un altoparlante sul circuito "Pirata") oppure utilizzare un altoparlante piezoelettrico.

Questo metal detector non richiede alcuna regolazione dopo il montaggio. Le bobine sono monoloop. I loro dati su un mandrino di 10 mm di spessore:

• Diametro 25 mm – 150 giri PEV-1 0,1 mm.
• Diametro 75 mm – 80 giri PEV-1 0,2 mm.
• Diametro 200 mm – 50 giri PEV-1 0,3 mm.

Non potrebbe essere più semplice

Ora manteniamo la promessa fatta all'inizio: ti diremo come realizzare un metal detector che cerca senza sapere nulla di radioingegneria. Un metal detector “semplice come sgusciare le pere” è assemblato da una radio, una calcolatrice, una scatola di cartone o di plastica con coperchio incernierato e pezzi di nastro biadesivo.

Il metal detector “dalla radio” è pulsato, ma per rilevare gli oggetti non viene utilizzata la dispersione o il ritardo con accumulo di fase, ma la rotazione del vettore magnetico del campo elettromagnetico durante la riemissione. Sui forum scrivono cose diverse su questo dispositivo, da "super" a "fa schifo", "cablaggio" e parole che non è consuetudine usare per iscritto. Quindi, affinché sia, se non “super”, ma almeno un dispositivo pienamente funzionale, i suoi componenti – il ricevitore e la calcolatrice – devono soddisfare determinati requisiti.

Calcolatrice hai bisogno dell’“alternativa” più logora ed economica. Li producono in scantinati offshore. Non hanno idea degli standard per la compatibilità elettromagnetica degli elettrodomestici e, se sentissero parlare di qualcosa del genere, vorrebbero soffocarlo dal profondo del loro cuore e dall'alto. Pertanto, i prodotti sono fonti piuttosto potenti di interferenze radio pulsate; sono forniti dal generatore di clock della calcolatrice. In questo caso, i suoi impulsi stroboscopici nell'aria vengono utilizzati per sondare lo spazio.

Ricevitore Ne abbiamo anche bisogno di uno economico, di produttori simili, senza alcun mezzo per aumentare l'immunità al rumore. Deve avere la banda AM e, cosa assolutamente necessaria, un'antenna magnetica. Poiché i ricevitori che ricevono onde corte (HF, SW) con un'antenna magnetica vengono venduti raramente e sono costosi, dovrai limitarti alle onde medie (SV, MW), ma questo renderà la configurazione più semplice.

1. Apriamo la scatola con il coperchio in un libro.
2. Incolliamo strisce di nastro adesivo sul retro della calcolatrice e della radio e fissiamo entrambi i dispositivi nella scatola, vedere fig. sulla destra. Ricevitore - preferibilmente in una copertura in modo che vi sia accesso ai comandi.
3. Accendiamo il ricevitore e cerchiamo una zona al massimo volume nella parte superiore della banda AM, libera da stazioni radio e il più pulita possibile da rumori eterei. Per CB questo sarà di circa 200 mo 1500 kHz (1,5 MHz).
4. Accendiamo la calcolatrice: il ricevitore dovrebbe ronzare, sibilare, ringhiare; in generale, dai il tono. Non abbassiamo il volume!
5. Se non c'è alcun tono, regolalo con attenzione e senza intoppi finché non appare; Abbiamo catturato alcune armoniche del generatore stroboscopico della calcolatrice.
6. Pieghiamo lentamente il “libro” finché il tono non si indebolisce, diventa più musicale o scompare del tutto. Molto probabilmente ciò accadrà quando il coperchio viene ruotato di circa 90 gradi. Abbiamo quindi trovato una posizione in cui il vettore magnetico degli impulsi primari è orientato perpendicolarmente all'asse della ferrite dell'antenna magnetica e non li riceve.
7. Fissiamo il coperchio nella posizione trovata con un inserto in schiuma e un elastico o supporti.

Nota: a seconda del design del ricevitore, è possibile l'opzione opposta: per sintonizzarsi sull'armonica, il ricevitore viene posizionato sulla calcolatrice accesa e quindi, aprendo il "libro", il tono si ammorbidisce o scompare. In questo caso, il ricevitore catturerà gli impulsi riflessi dall'oggetto.

Qual è il prossimo? Se c'è un oggetto elettricamente conduttivo o ferromagnetico vicino all'apertura del "libro", inizierà a riemettere impulsi di sondaggio, ma il loro vettore magnetico ruoterà. L'antenna magnetica li “percepirà” e il ricevitore emetterà nuovamente un tono. Cioè, abbiamo già trovato qualcosa.

Qualcosa di strano, finalmente

Ci sono segnalazioni di un altro metal detector "per manichini completi" con una calcolatrice, ma invece di una radio, presumibilmente richiede 2 dischi di computer, un CD e un DVD. Inoltre: cuffie piezoelettriche (precisamente piezoelettriche, secondo gli autori) e una batteria Krona. Francamente, questa creazione sembra un tecnomito, come la sempre memorabile antenna al mercurio. Ma - cosa diavolo non sta scherzando. Ecco un video per te:

provatelo se volete, magari ci troverete qualcosa, sia a livello tematico che in senso scientifico e tecnico. Buona fortuna!

Come applicazione

Esistono centinaia, se non migliaia, di modelli e modelli di rilevatori di metalli. Pertanto, nell'appendice al materiale forniamo anche un elenco di modelli, oltre a quelli citati nel test, che, come si dice, sono in circolazione nella Federazione Russa, non sono eccessivamente costosi e sono disponibili per la ripetizione o l'autoproduzione. -assemblaggio:

• Clone.
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Un dispositivo che permette di ricercare oggetti metallici situati in un ambiente neutro, come il suolo, a causa della loro conduttività è chiamato metal detector (metal detector). Questo dispositivo consente di trovare oggetti metallici in vari ambienti, incluso il corpo umano.

In gran parte grazie allo sviluppo della microelettronica, i metal detector, prodotti da molte aziende in tutto il mondo, sono altamente affidabili e hanno caratteristiche complessive e di peso ridotte.

Non molto tempo fa, tali dispositivi potevano essere visti più spesso tra i genieri, ma ora vengono utilizzati da soccorritori, cacciatori di tesori e lavoratori dei servizi pubblici durante la ricerca di tubi, cavi, ecc. Inoltre, molti "cacciatori di tesori" usano metal detector, che si assemblano con le proprie mani.

Design e principio di funzionamento del dispositivo

I metal detector sul mercato funzionano secondo principi diversi. Molti credono di utilizzare il principio dell'eco a impulsi o del radar. La loro differenza rispetto ai localizzatori sta nel fatto che i segnali trasmessi e ricevuti agiscono costantemente e simultaneamente; inoltre operano alle stesse frequenze.

I dispositivi che funzionano secondo il principio di “ricezione-trasmissione” registrano il segnale riflesso (riemesso) da un oggetto metallico. Questo segnale appare a causa dell'esposizione di un oggetto metallico a un campo magnetico alternato generato dalle bobine del metal detector. Cioè, la progettazione di dispositivi di questo tipo prevede la presenza di due bobine, la prima trasmette, la seconda riceve.

I dispositivi di questa classe presentano i seguenti vantaggi:

• semplicità del design;
• Grande potenziale per il rilevamento di materiali metallici.

Allo stesso tempo, i metal detector di questa classe presentano alcuni svantaggi:

• i metal detector possono essere sensibili alla composizione del terreno in cui cercano oggetti metallici.
• difficoltà tecnologiche nella produzione del prodotto.

In altre parole, dispositivi di questo tipo devono essere configurati con le proprie mani prima del lavoro.

Altri dispositivi sono talvolta chiamati metal detector a battito. Questo nome deriva da un lontano passato, più precisamente dai tempi in cui erano ampiamente utilizzati i ricevitori supereterodina. Il battito è un fenomeno che diventa evidente quando si sommano due segnali con frequenze simili e ampiezze uguali. Il battito consiste nel far pulsare l'ampiezza del segnale sommato.

La frequenza di pulsazione del segnale è uguale alla differenza nelle frequenze dei segnali sommati. Facendo passare un tale segnale attraverso un raddrizzatore, viene anche chiamato rilevatore e la cosiddetta frequenza differenza viene isolata.

Questo schema è stato utilizzato per molto tempo, ma oggigiorno non viene utilizzato. Furono sostituiti da rilevatori sincroni, ma il termine rimase in uso.

Un metal detector a battito funziona secondo il seguente principio: registra la differenza di frequenze tra due bobine del generatore. Una frequenza è stabile, la seconda contiene un induttore.

Il dispositivo è configurato con le tue mani in modo che le frequenze generate corrispondano o almeno siano vicine. Non appena il metallo entra nella zona di azione, i parametri impostati cambiano e la frequenza cambia. La differenza di frequenza può essere registrata in vari modi, dalle cuffie ai metodi digitali.

I dispositivi di questa classe sono caratterizzati da un design semplice del sensore e da una bassa sensibilità alla composizione minerale del terreno.

Ma oltre a questo, quando li si utilizza, è necessario tenere conto del fatto che hanno un elevato consumo energetico.

Design tipico

Il metal detector comprende i seguenti componenti:

1. La bobina è una struttura scatolare che ospita il ricevitore e il trasmettitore del segnale. Molto spesso, la bobina ha una forma ellittica e per la sua fabbricazione vengono utilizzati polimeri. Ad esso è collegato un filo che lo collega alla centralina. Questo filo trasmette il segnale dal ricevitore alla centralina. Il trasmettitore genera un segnale quando viene rilevato il metallo, che viene trasmesso al ricevitore. La bobina è installata sull'asta inferiore.
2. La parte metallica su cui è fissato il mulinello e ne viene regolato l'angolo di inclinazione è chiamata asta inferiore. Grazie a questa soluzione avviene un esame più approfondito della superficie. Esistono modelli in cui la parte inferiore permette di regolare l'altezza del metal detector e prevede un collegamento telescopico all'asta, chiamata centrale.
3. L'asta centrale è l'unità situata tra l'asta inferiore e quella superiore. Ad esso sono collegati dispositivi che consentono di regolare le dimensioni del dispositivo. In commercio si possono trovare modelli composti da due aste.
4. L'asta superiore ha solitamente un aspetto curvo. Assomiglia alla lettera S. Questa forma è considerata ottimale per attaccarla alla mano. Su di esso sono installati un bracciolo, un'unità di controllo e una maniglia. Il bracciolo e la maniglia sono realizzati in materiali polimerici.
5. La centralina del metal detector è necessaria per elaborare i dati ricevuti dalla bobina. Dopo che il segnale è stato convertito, viene inviato alle cuffie o ad altri dispositivi di visualizzazione. Inoltre, l'unità di controllo è progettata per regolare la modalità operativa del dispositivo. Il filo della bobina è collegato tramite un dispositivo a sgancio rapido.

Tutti i dispositivi inclusi nel metal detector sono impermeabili.

È questa relativa semplicità di design che ti consente di realizzare metal detector con le tue mani.

Tipi di metal detector

Sul mercato esiste una vasta gamma di metal detector, utilizzati in moltissimi ambiti. Di seguito è riportato un elenco che mostra alcune delle varietà di questi dispositivi:

La maggior parte dei metal detector moderni può rilevare oggetti metallici fino a una profondità di 2,5 m, prodotti speciali per profondità possono rilevare un prodotto fino a 6 metri di profondità.

Frequenza operativa

Il secondo parametro è la frequenza operativa. Il fatto è che le basse frequenze consentono al metal detector di vedere a una profondità abbastanza ampia, ma non sono in grado di vedere piccoli dettagli. Le alte frequenze consentono di notare piccoli oggetti, ma non consentono di vedere il terreno a grandi profondità.

I modelli più semplici (economici) funzionano con una frequenza; i modelli che rientrano nella fascia di prezzo media utilizzano 2 o più frequenze. Esistono modelli che utilizzano 28 frequenze durante la ricerca.

I moderni metal detector sono dotati di una funzione come la discriminazione dei metalli. Permette di distinguere il tipo di materiale che si trova in profondità. In questo caso, quando viene rilevato un metallo ferroso, nelle cuffie del motore di ricerca verrà riprodotto un suono e quando viene rilevato un metallo non ferroso, verrà emesso un altro suono.

Tali dispositivi sono classificati come bilanciati a impulsi. Nel loro lavoro usano frequenze da 8 a 15 kHz. Come fonte vengono utilizzate batterie da 9 - 12 V.

I dispositivi di questa classe sono in grado di rilevare oggetti d'oro a una profondità di diverse decine di centimetri e prodotti in metalli ferrosi a una profondità di circa 1 metro o più.

Ma, ovviamente, questi parametri dipendono dal modello del dispositivo.

Come assemblare un metal detector fatto in casa con le tue mani

Esistono molti modelli di dispositivi sul mercato per rilevare metalli nel terreno, nei muri, ecc. Nonostante la sua complessità esterna, realizzare un metal detector con le proprie mani non è così difficile e quasi chiunque può farlo. Come notato sopra, qualsiasi metal detector è costituito dai seguenti componenti chiave: una bobina, un decodificatore e un dispositivo di segnalazione dell'alimentazione.

Per assemblare un metal detector di questo tipo con le tue mani, avrai bisogno del seguente set di elementi:

• controllore;
• risonatore;
• condensatori di vario tipo, compresi quelli a film;
• resistori;
• emettitore sonoro;
• Regolatore di tensione.

Metal detector semplice fai da te

Il circuito del metal detector non è complicato e puoi trovarlo nel vasto world wide web o nella letteratura specializzata. Sopra è riportato un elenco di elementi radio utili per assemblare un metal detector con le proprie mani a casa. Puoi assemblare un semplice metal detector con le tue mani usando un saldatore o un altro metodo disponibile. La cosa principale è che le parti non devono toccare il corpo del dispositivo. Per garantire il funzionamento del metal detector assemblato, vengono utilizzati alimentatori da 9 a 12 volt.

Per avvolgere la bobina utilizzare un filo con sezione di diametro non inferiore a 0,3 mm; ovviamente questo dipenderà dal circuito scelto. A proposito, la bobina avvolta deve essere protetta dall'esposizione a radiazioni estranee. Per fare questo, schermalo con le tue mani utilizzando la normale pellicola alimentare.

Per aggiornare il firmware del controller vengono utilizzati programmi speciali, che possono essere trovati anche su Internet.

Metal detector senza chip

Se un "cacciatore di tesori" alle prime armi non ha voglia di lasciarsi coinvolgere dai microcircuiti, ci sono circuiti che ne sono sprovvisti.

Esistono circuiti più semplici basati sull'utilizzo dei tradizionali transistor. Un tale dispositivo può trovare metallo a una profondità di diverse decine di centimetri.

I metal detector profondi vengono utilizzati per la ricerca di metalli a grandi profondità. Ma vale la pena notare che non sono economici e quindi è del tutto possibile assemblarli da soli. Ma prima di iniziare a realizzarlo, devi capire come funziona un circuito tipico.

Il circuito di un metal detector profondo non è dei più semplici e ci sono diverse opzioni per la sua implementazione. Prima di assemblarlo, è necessario preparare il seguente insieme di parti ed elementi:

• condensatori di vario tipo: film, ceramica, ecc.;
• resistori di valori diversi;
• semiconduttori - transistor e diodi.

I parametri nominali e la quantità dipendono dallo schema elettrico selezionato del dispositivo. Per assemblare gli elementi di cui sopra avrete bisogno di un saldatore, di un set di strumenti (cacciavite, pinze, tronchesi, ecc.) E del materiale per realizzare la scheda.

Il processo di assemblaggio di un metal detector profondo è simile a questo. Innanzitutto, viene assemblata un'unità di controllo, la cui base è un circuito stampato. È fatto di textolite. Quindi lo schema di assemblaggio viene trasferito direttamente sulla superficie della tavola finita. Dopo che il disegno è stato trasferito, la tavola deve essere incisa. Per fare ciò, utilizzare una soluzione che includa perossido di idrogeno, sale ed elettrolita.

Dopo che la scheda è stata incisa, è necessario praticarvi dei fori per installare i componenti del circuito. Dopo aver stagnato la tavola. La fase più importante sta arrivando. Installazione fai-da-te e saldatura di parti su una scheda preparata.

Per avvolgere la bobina con le proprie mani, utilizzare un filo di marca PEV con un diametro di 0,5 mm. Il numero di spire e il diametro della bobina dipendono dal circuito selezionato del metal detector di profondità.

Un po' di smartphone

C'è un'opinione secondo cui è del tutto possibile realizzare un metal detector da uno smartphone. Questo è sbagliato! Sì, ci sono applicazioni che si installano sotto il sistema operativo Android.

Ma in effetti, dopo aver installato un'applicazione del genere, sarà effettivamente in grado di trovare oggetti metallici, ma solo premagnetizzati. Non sarà in grado di cercare e tanto meno discriminare i metalli.

Se hai perso un anello, una chiave, un cacciavite... e conosci approssimativamente il luogo dello smarrimento, non disperare! Puoi assemblare un metal detector con le tue mani o chiedere a un radioamatore che conosci di assemblarlo semplice metal detector fai da te. Di seguito è riportato uno schema di un metal detector facile da realizzare e collaudato nel tempo, che (con determinate competenze) può essere realizzato in un giorno. La semplicità del metal detector descritto è che è assemblato su un solo chip molto comune K561LA7 (CD4011BE). Anche la configurazione è semplice e non richiede costosi strumenti di misura. Per configurare i generatori è sufficiente un oscilloscopio o un frequenzimetro. Se tutto viene eseguito senza errori e con elementi riparabili, questi dispositivi non saranno necessari.

Sensibilità di questo metal detector:

coperchio del barattolo di metallo “vede” fino a 20 cm, cellulare fino a 15 cm, batteria Krona fino a 10 cm, moneta da 5 rubli fino a 8 cm.

A questa distanza il tono dell'oscillatore in cuffia cambia appena, a una distanza più ravvicinata il tono aumenta. Maggiore è l'area metallica, maggiore è la distanza di rilevamento. Distingue tra materiali diamagnetici e materiali ferromagnetici.

Per realizzare un metal detector avremo bisogno:

1. Chip K561LA7 (o K561LE5, analogo a CD4011);
2. Transistor - bassa frequenza a bassa potenza, ad esempio - KT315, KT312, KT3102, analoghi: BC546, BC945, 2SC639, 2SC1815, ecc.);
3. Diodo - qualsiasi a bassa potenza, ad esempio - kd522B, kd105, kd106, analoghi: in4148, in4001, ecc.;
4. Resistore variabile - 3 pezzi (1 kOhm, 5 kOhm, 20 kOhm con un interruttore o un interruttore separato);
5. Resistore fisso - 5 pezzi (22 Ohm, 4,7 kOhm, 1,0 kOhm, 10 kOhm, 470 kOhm);
6. Condensatori ceramici o, meglio ancora, mica - 5 pezzi: 1000 pF -3 pezzi, 22 nF -2 pezzi, 300 pf);
7. Condensatore elettrolitico (100,0 uF x 16 V) - 1 pezzo;
8. Filo PEL, PEV, PETV, ecc., con diametro di 0,4-0,7 mm;
9. Cuffie a bassa impedenza (dal lettore);
10. Batteria 9V.

Circuito del rilevatore di metalli

Aspetto della scheda del metal detector

Nel caso di una vecchia radio tascabile (puoi utilizzare la custodia di un portasapone, una spugna per pulire le scarpe, oppure nell'alloggiamento dalla scatola di derivazione elettrica.

Attenzione! Per eliminare le interferenze e l'influenza delle mani umane quando si toccano i regolatori, gli alloggiamenti dei resistori variabili devono essere collegati al meno della scheda.

Se il circuito del metal detector è saldato correttamente, gli elementi sono in buone condizioni e hanno i valori corretti e la bobina di ricerca è realizzata correttamente, il dispositivo funziona senza problemi. Se, quando accendi le cuffie per la prima volta, non senti un cigolio o un cambiamento di frequenza durante la regolazione del controllo "FREQUENCY", devi selezionare un resistore (10 kOhm) , posto in serie al regolatoree/o un condensatore in questo generatore (300 pF). Pertanto, rendiamo uguali le frequenze dei generatori di riferimento e di ricerca.

Quando il generatore è eccitato, compaiono fischi, sibili e distorsioni, saldare un condensatore da 1000 pF (1H0 aka 102) al pin. 6 gettoni per custodia.

Utilizzando un oscilloscopio o un frequenzimetro, osserva le frequenze del segnale sui pin 5 e 6 del K561LA7. Raggiungere la loro uguaglianza utilizzando il metodo di aggiustamento sopra descritto. La frequenza operativa dei generatori stessi può variare da 80 a 200 kHz.

È necessario un diodo protettivo (qualsiasi a bassa potenza) per prevenire danni al microcircuito quando la batteria viene accesa per errore (cosa che accade spesso :).

Realizzazione di una bobina per metal detector

Le bobine vengono avvolte su un mandrino con un diametro di 15-25 cm (ad esempio, un secchio o su una navetta di filo spesso o compensato: minore è il diametro, minore è la sensibilità, ma maggiore è la selettività dei piccoli metalli) . Scegli per quale scopo ti serve.

Nell'isolamento tramite vernice PEL, PEV, PETV..., viene utilizzato un filo con un diametro di 0,4 - 0,7 mm (adatto per vecchi televisori a colori con anello di smagnetizzazione o sistema di deflessione del cinescopio) e contiene circa 100 spire (è possibile avvolgerlo da da 80 a 120 giri). Avvolgi strettamente il filo con del nastro isolante.

Quindi avvolgiamo la bobina sul nastro isolante con una striscia di pellicola, lasciando 2-3 cm dell'area non imballata. Puoi prendere la pellicola da alcuni tipi di cavi o, come ultima risorsa, tagliare la pellicola da una barretta di cioccolato in strisce larghe 2 cm :)

Avvolgiamo di nuovo tutto strettamente con del nastro isolante.

Foto della bobina finita. Non resta che avvolgere la parte superiore con del nastro isolante.

Colleghiamo la bobina finita risultante a un dielettrico (ad esempio, PCB non lamina o getinax). Successivamente lo colleghiamo al supporto.

Colleghiamo la bobina al circuito con un filo a doppia schermatura (schermo a corpo). Il filo può essere prelevato da vecchi cavi per la duplicazione da registratore a registratore o da un cavo a bassa frequenza (audio-video) per collegare una TV a un DVD, ecc.

Corretto funzionamento del metal detector: Quando attivi il controllo "frequenza" nelle cuffie, impostiamo un ronzio a bassa frequenza; quando ci avviciniamo al metallo, la frequenza cambia.

La seconda opzione è fermare il ronzio nelle orecchie impostando i battiti su zero, ad es. combinare due frequenze. Poi ci sarà silenzio nelle cuffie, ma non appena avviciniamo la bobina al metallo, la frequenza del generatore di ricerca cambia e nelle cuffie appare un cigolio. Quanto più vicino al metallo, tanto più alta è la frequenza nelle cuffie. Ma la sensibilità con questo metodo non è eccezionale. Il dispositivo reagirà solo quando i generatori sono fortemente stonati, ad esempio quando vengono avvicinati al coperchio di un barattolo.

Posizione delle parti sulla scheda per un chip in un pacchetto DIP

Posizione delle parti sulla scheda per un chip in un pacchetto SMD

Zotov A., Sergey V., regione di Volgograd.

Questo circuito del metal detector può essere discusso sul nostro

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Diverse opzioni di rilevatore di metalli dal set

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Kit per realizzare un metal detector

(nell'insieme tutte le parti e il circuito necessari)

Anche un radioamatore alle prime armi può facilmente realizzare questo progetto. Allo stesso tempo, il metal detector ha una sensibilità piuttosto elevata. Utilizzando il dispositivo proposto, è possibile rilevare una moneta di rame con un diametro di 20 mm e uno spessore di 1,5 mm ad una profondità fino a 9 cm.

Il principio di funzionamento del metal detector è semplice, si basa sul confronto di due frequenze. Uno di questi è il riferimento (dall'oscillatore di riferimento) e l'altro è variabile (dall'oscillatore di ricerca). Inoltre, le sue deviazioni dipendono dalla comparsa di oggetti metallici nel campo della bobina di ricerca altamente sensibile.

Nei moderni metal detector, ai quali si può giustamente includere il progetto in esame, l'oscillatore di riferimento opera ad una frequenza che è un ordine di grandezza diverso da quello che appare nel campo della bobina di ricerca.

Diagramma schematico

Il diagramma schematico del metal detector è mostrato nella Figura 1, a. L'oscillatore di riferimento è implementato su due elementi logici ZI-NOT del microcircuito DD2. La sua frequenza è stabilizzata e determinata da un risonatore al quarzo ZQ1 (1 MHz).

Riso. 1. Un semplice metal detector su microcircuiti: a - schema elettrico; b - circuito stampato.

Il generatore di ricerca è realizzato sui primi due elementi del chip DD1. Il circuito oscillatorio qui è formato dalla bobina di ricerca L1, dai condensatori C2 e SZ, nonché da un varicap VD1. Per regolare la frequenza a 100 kHz, utilizzare il potenziometro R2, che imposta la tensione richiesta sul varicap VD1.

Gli elementi logici DD1.3 e DD2.3, che funzionano sul mixer DD1.4, vengono utilizzati come amplificatori buffer di segnale. L'indicatore è una capsula telefonica ad alta impedenza BF1, il condensatore C10 viene utilizzato come shunt per il componente ad alta frequenza proveniente dal mixer.

Dettagli e design

Il metal detector è alimentato da una fonte di 9 V CC utilizzando una batteria Krona. I condensatori C8 e C9 funzionano correttamente come filtro.

La bobina di ricerca richiede particolare precisione e attenzione durante la fabbricazione. Si consiglia di avvolgere la bobina su un tubo in vinile del diametro esterno di 15 mm e del diametro interno di 10 mm, piegato a forma di cerchio del diametro di 200 mm.

La bobina contiene 100 spire di filo GTEV-0,27. Una volta completato l'avvolgimento, la bobina viene avvolta in un foglio di alluminio per creare uno schermo elettrostatico (ridurre l'effetto della capacità tra bobina e terra).

Durante l'avvolgimento e l'avvolgimento della pellicola è importante evitare il contatto elettrico tra il filo di avvolgimento e gli spigoli vivi della pellicola. In particolare, "avvolgere obliquamente" aiuterà qui.

Per proteggere il rivestimento in alluminio stesso da danni meccanici, la bobina deve essere inoltre avvolta con nastro adesivo isolante. Il diametro della bobina può essere diverso. Ma vale la seguente regola.

Quanto più piccolo è il diametro della bobina di ricerca, tanto maggiore diventa la sensibilità dell'intero dispositivo, ma l'area di ricerca degli oggetti metallici nascosti si restringe. Quando il diametro della bobina aumenta, si osserva l'effetto opposto.

Lavorare con un metal detector

Devi lavorare con un metal detector come segue. Dopo aver posizionato la bobina di ricerca in prossimità della superficie terrestre, regolare il generatore con il potenziometro R2 in modo che non vi sia alcun suono nella capsula del telefono. infastidito.

Quando la bobina si muove sopra la superficie della terra (quasi vicino a quest'ultima), viene trovato un oggetto metallico - dalla comparsa del suono nella capsula del telefono.

La ricerca strumentale è semplicemente enormemente popolare. Lo cercano adulti e bambini, amatori e professionisti. Cercano tesori, monete, oggetti smarriti e rottami metallici sepolti. E lo strumento di ricerca principale è metal detector.

Esiste una grande varietà di metal detector diversi per soddisfare ogni gusto e colore. Ma per molte persone, acquistare un metal detector di marca già pronto è semplicemente finanziariamente costoso. E alcune persone vogliono assemblare un metal detector con le proprie mani, e alcune addirittura costruiscono la propria piccola impresa sul loro assemblaggio.

Metal detector fatti in casa

In questa sezione del nostro sito sui metal detector fatti in casa, verrò raccolto: i migliori circuiti per metal detector, le loro descrizioni, programmi e altri dati per la produzione Metal detector fai da te. Qui non ci sono circuiti per metal detector dell'URSS o circuiti con due transistor. Poiché tali rilevatori di metalli sono adatti solo per dimostrare visivamente i principi della rilevazione dei metalli, ma non sono affatto adatti per l'uso reale.

Tutti i metal detector in questa sezione saranno abbastanza tecnologicamente avanzati. Avranno buone caratteristiche di ricerca. E un metal detector fatto in casa ben assemblato non è molto inferiore alle sue controparti prodotte in fabbrica. Fondamentalmente, ci sono vari schemi presentati qui metal detector a impulsi E circuiti metal detector con discriminazione dei metalli.

Ma per realizzare questi metal detector, non avrai bisogno solo del desiderio, ma anche di determinate abilità e abilità. Abbiamo provato a scomporre gli schemi dei metal detector indicati per livello di complessità.

Oltre ai dati di base necessari per assemblare un metal detector, verranno fornite anche informazioni sul livello minimo di conoscenze e attrezzature necessarie per realizzare da soli un metal detector.

Per assemblare un metal detector con le tue mani, avrai sicuramente bisogno di:

Questo elenco conterrà gli strumenti, i materiali e le attrezzature necessari per l'autoassemblaggio di tutti i metal detector, senza eccezioni. Per molti schemi avrai bisogno anche di varie attrezzature e materiali aggiuntivi, ecco solo le basi per tutti gli schemi.

1. Saldatore, lega per saldatura, stagno e altri materiali per saldatura.
2. Cacciaviti, pinze, tronchesi e altri strumenti.
3. Materiali e competenze per realizzare un circuito stampato.
4. Esperienza minima e conoscenza anche di elettronica ed elettrotecnica.
5. E anche le mani dritte saranno molto utili quando assembli un metal detector con le tue mani.

Qui puoi trovare gli schemi per l'autoassemblaggio dei seguenti modelli di metal detector:

	Principio di funzionamento	I.B.
	Discriminazione dei metalli	C'è
	Massima profondità di ricerca
		C'è
	Frequenza operativa	4 - 17kHz
	Livello di difficoltà	Media

	Principio di funzionamento	I.B.
	Discriminazione dei metalli	C'è
	Massima profondità di ricerca	1-1,5 metri (dipende dalla dimensione della bobina)
	Microcontrollori programmabili	C'è
	Frequenza operativa	4 - 16kHz
	Livello di difficoltà	Media

	Principio di funzionamento	I.B.
	Discriminazione dei metalli	C'è
	Massima profondità di ricerca	1 - 2 metri (Dipende dalla dimensione della bobina)
	Microcontrollori programmabili	C'è
	Frequenza operativa	4,5 - 19,5 kHz
	Livello di difficoltà	Alto