В последнее время большую популярность набирает такое занятие, как поиск разных старинных монет, предметов быта, да и просто металлических безделушек в земле с помощью металлоискателя. В самом деле, что может быть лучше, чем прогуляться с утреца по полю, вдыхая запахи природы, наслаждаясь видами. А если при этом удаётся обнаружить в земле какую-нибудь стоящую находку – так вообще сказка. Некоторые люди занимаются этим намерено, целыми днями прочёсывая поля в поисках ценных монет или других драгоценностей. В их распоряжении имеются дорогостоящие заводские металлоискатели, купить которые будет по карману далеко не каждому. Однако полноценный металлоискатель вполне реально собрать самому.
В этой статье речь пойдёт о создании самого популярного, востребованного, проверенного временем, надёжного импульсного металлоискателя под названием «Пират». Он позволяет находить монеты в земле на глубине 15-20 см и крупные предметы на расстоянии вплоть до 1,5 м. Схема металлоискателя представлена ниже.
Схема металлоискатель «Пират»
Всю схему можно условно разделить на две части – передатчик и приёмник. Микросхема NE555 формирует прямоугольные импульсы, которые через мощный полевой транзистор подаются на катушку. При взаимодействии катушки с находящимися рядом с ней металла происходят сложные физические явления, благодаря которым приёмная часть имеет возможность «увидеть», есть в зоне катушки металл, или нет. Микросхемой-приёмником в оригинальной схеме «Пирата» является советская К157УД2, которую достать сейчас становится достаточно трудно. Однако вместо неё можно применить современную TL072, параметры металлоискателя при этом останутся точно такими же. Печатная плата, предложенная в этой статье, рассчитана именно на установку микросхемы TL072 (они имеют разную распиновку).
Конденсаторы С1 и С2 отвечают за формирование частоты прямоугольных импульсов, их ёмкость должна быть стабильной, поэтому желательно применить плёночные. Резисторы R2 и R3 отвечают за длительность и частоту прямоугольных импульсов, которые формирует микросхема. С её выхода они поступают на транзистор Т1, инвертируются и подаются на затвор полевого транзистора. Здесь можно применить любой достаточно мощный полевой транзистор с напряжением сток-исток не менее 200 вольт. Например, IRF630, IRF740. Диоды D1 и D2 любые маломощные, например, КД521 или 1N4148. Между 1 и 6 выводом микросхемы включается переменный резистор номиналом 100 кОм, с помощью которого выставляется чувствительность. Удобнее всего использовать два потенциометра, на 100 кОм для грубой настройки и 1-10 кОм для точной подстройки. Соединить их можно по следующей схеме:
Динамик в схеме подключается последовательно с резистором 10-47 Ом. Чем меньше его сопротивление, тем громче будет звук и больше потребление металлоискателя. Транзистор Т3 можно заменить на любой другой маломощный NPN транзистор, например, на отечественный КТ3102. Динамик можно применить любой, первый попавшийся. Итак, перейдём от слов к делу.
Сборка металлоискателя
Список необходимых деталей
Микросхемы:- NE555 – 1 шт.
- TL072 – 1 шт.
- BC547 – 1 шт.
- BC557 – 1 шт.
- 100 нФ – 2 шт.
- 1 нФ – 1 шт.
- 10 мкФ – 2 шт.
- 1 мкФ – 2 шт.
- 220 мкФ – 1 шт.
- 100 кОм – 1 шт.
- 1,6 кОм – 1 шт.
- 1 кОм – 1 шт.
- 10 Ом – 2 шт.
- 150 Ом – 1 шт.
- 220 Ом – 1 шт.
- 390 Ом – 1 шт.
- 47 кОм – 2 шт.
- 62 кОм – 1 шт.
- 2 МОм – 1 шт.
- 120 кОм – 1 шт.
- 470 кОм – 1 шт.
- Динамик 1 – шт.
- Диоды 1N4148 – 2 шт.
- Панельки DIP8 – 2 шт.
- Потенциометр 100 кОм – 1 шт.
- Потенциометр 10 кОм – 1 шт.
Печатная плата
Печатная плата выполняется методом ЛУТ, отзеркаливать её перед печатью не нужно.(cкачиваний: 1646)
На плату в первую очередь нужно запаять резисторы, диоды, затем всё остальное. Микросхемы желательно установить в панельки. Провода подключения катушки, динамика, потенциометра и катушки можно впаять напрямую в плату, но удобнее использовать винтовые клеммники, тогда можно будет подключать и отсоединять провода без использования паяльника.
Изготовление катушки
Несколько слов о поисковой катушке. Самый оптимальный вариант – намотать 20-25 витков медной проволоки сечением 0,5 мм2 на круглой оправе диаметром около 20 см. От количества витков в большой степени зависит чувствительность, поэтому стоит сначала намотать витков побольше, штук 30, а затем, постепенно убавляя количество витков, выбрать такое число, при котором чувствительность будет максимальной. Провода от платы от катушки должны быть не большой длины, желательно медные и сечением не меньшим, чем сечение провода катушки.
Настройка металлоискателя
После сборки платы, намотки катушки, прибор можно включать. В первые 5-10 секунд после включения из динамика будут доноситься различные шумы и трески, это нормально. Затем, когда операционный усилитель войдёт в свой рабочий режим, нужно найти потенциометром такой режим, когда из динамика будут доноситься отдельные щелчки. При поднесении к катушке металлического предмета частота щелчков будет значительно увеличиваться, а если внести металл в самый центр катушки трест превратиться в непрерывный гул. Если чувствительности недостаточно, а изменение количества витков катушки не помогает, стоит попробовать подобрать номиналы резисторов R7, R11, меняя их в большую или меньшую сторону. Плату обязательно нужно отмыть от флюса, нередко он становится причиной неправильной работы металлоискателя. Успешной сборки!
Можно купить примерно за 100-300 долларов. Цена на металлодетекторы сильно взаимосвязана с их глубиной обнаружения, далек не каждый металлоискатель может "видеть" монеты на глубине в 15 см. Помимо этого на стоимости металлодететкора еще сильно сказывается наличие распознавателя типа металлов ну и типа интерфейса, модные металлоискатели порой оснащают дисплеем для удобной работы.
В этой статье будет рассмотрен пример сборки своими руками мощного металлоискателя под названием Pirat. Прибор способен улавливать под землей монеты на глубине в 20 см. Что же касается крупных предметов, то здесь вполне реальна работа на глубине и во все 150 см.
Видео работы с металлоискателем:
Такое название этот металлоискатель получил из-за того, что он является импульсным, это обозначение двух первых его букв (PI-импульс). Ну а RA-T созвучно со словом radioskot - это название сайта разработчиков, где была и выложена самоделка . По словам автора, собирается Пират очень просто и быстро, для этого хватит даже начальных навыков в работе с электроникой.
Недостатком такого устройства является то, что оно не имеет дискриминатора, то есть не умеет распознавать цветные металлы. Так что поработать с ним на загрязненных различного рода металлами участках не получится.
Материалы и инструменты для сборки:
- микросхема КР1006ВИ1 (или ее зарубежный аналог NE555) - на ней строится передающий узел;
- транзистор IRF740;
- микросхема К157УД2 и транзистор ВС547 (на них собирается приемный узел);
- провод ПЭВ 0.5 (для наматывания катушки);
- транзисторы типа NPN;
- материалы для создания корпуса и так далее;
- изолента;
- паяльник, провода, прочий инструмент.
Остальные радиокомпоненты можно увидеть на схеме.
Еще нужно найти подходящую пластиковую коробочку для монтажа электронной схемы. Еще будет нужна пластиковая труба для создания штанги, на которую крепится катушка.
Процесс сборки металлоискателя:
Шаг первый. Создаем печатную плату
Самой сложной частью устройства является, конечно же, электроника, поэтому с нее и целесообразно начать. В первую очередь нужно сделать печатную плату. Всего есть несколько вариантов плат, в зависимости от используемых радиоэлементов. Есть плата для NE555, а есть плата на транзисторах. Все необходимые файлы для создания платы есть к статье. Также в интернете можно найти и другие варианты плат.
Шаг второй. Устанавливаем электронные элементы на плату
Теперь плату нужно спаять, все электронные элементы устанавливаются в точности, как на схеме. На картинке слева можно увидеть конденсаторы. Эти конденсаторы являются пленочными и имеют высокую термостабильность. Благодаря этому металлоискатель будет работать более стабильно. Особенно это актуально, если пользоваться металлоискателем осенью, когда на улице временами уже достаточно холодно.
Шаг третий. Источник питания для металлоискателя
Для питания устройства нужен источник от 9 до 12 В. Важно отметить, что прибор в плане потребления энергии довольно прожорлив, и это логично, ведь он и мощный. Одной батарейки крона тут надолго не хватит, рекомендуется применять сразу 2-3 батареи, которые соединяют параллельно. Еще можно использовать один мощный аккумулятор (лучше всего заряжаемый).
Шаг четвертый. Собираем катушку для металлоискателя
В связи с тем, что это импульсный металлоискатель, здесь точность сборки катушки не так важна. Оптимальным диаметром является оправка 1900-200 мм, всего нужно намотать 25 витков. После того, как катушка будет намотана, ее нужно хорошенько обмотать сверху изолентой для изоляции. Чтобы увеличить глубину обнаружения катушки, нужно намотать ее на оправку диаметром порядка 260-270 мм, а количество витков снизить до 21-22. Провод при этом используется диаметром 0.5 мм.
После того, как катушка будет намотана, ее нужно установить на жестком корпусе, на нем не должно быть металла. Здесь нужно немного подумать и поискать любой подходящий по размерам корпус. Он нужен для того, чтобы защитить катушку от ударов во время работы с устройством.
Выводы от катушки припаиваются к многожильному проводу, диаметром около 0.5-0.75 мм. Лучше всего, если это будут два, свитые между собой провода.
Шаг пятый. Настраиваем металлоискатель
При сборке точно по схеме настраивать металлоискатель не требуется, он и так имеет максимальную чувствительность. Для более тонкой настройки металлоискателя нужно покрутить переменный резистор R13, нужно добиться редких щелчков в динамике. Если достичь этого получается только в крайних положения резистора, то необходимо сменить номинал резистора R12. Переменный резистор должен настраивать устройство на нормальную работу в средних положениях.
В этой подробной статье поговорим о том, как сделать металлоискателе пират самому и своими руками, мы разберем все по полочкам, все аспекты его сборки. Начиная от принципа действия, до перечня популярных неисправностей.
Для начала немного истории, от куда взялся этот прибор, каковы отзывы копателей и посмотрим на его характеристики.
Pirat – это вовсе не завоеватель морских далей, а такое сокращение. PI – означает что этот металлодетектор импульсный, а rat – сайт автора данного мд, radioscot. Что касаемо отзывов, то пират завоевал славу простого и не дорогого прибора, обычно начинающие создатели детекторов начинают с его. Надежность зависит от автора и качества его сборки. После сборки, он сразу готов к работе, в настройке не нуждается.
Характеристики металлоискателя пират:
Здесь так же много зависит от создателя этого прибора, использованных деталей и диаметра катушки. Приведем, в качестве примера, заявленный автором значения:
- Напряжение питания 9 – 12 вольт.
- Потребляемый ток 30-40 мА.
- Глубина обнаружения монеты(25мм) – 20 см.
- Глубина обнаружения крупных металлов – 150 см.
Список деталей:
Список нужных деталей, для металлоискателя пират,приложен в виде изображения ниже. Все эти радиодетали достать не трудно, за исключением микросхемы компаратора, она относительно редкая, но в магазинах ее найти можно, достаточно их и в старой советской технике. Теперь вопрос какие нужны детали отпал, поехали дальше.
Схема металлоискателя пират
Классическая принципиальная схема пирата состоит на микросхеме ne555, вот ее рисунок.
Схема металлоискателя пират на NE555
Эта электросхема состоит из 2-ух блоков - генератора импульсов и компаратора. Вкратце, принцип работы таков: генератор импульсов посылает свои импульсы на один вход компаратора, а на второй вход компаратора подается импульс с катушки. Если на двух входах компаратора есть сигналы, то и на его выходе он тоже есть, сигнал с выхода идет на динамик, и он оповещает нас – металл тут. Кроме того, в интернете есть схемы, мд пират с использованием микросхем tl072 и к561ла7. Конкретной информации по к561ла7 найдено не было, поэтому если есть что сказать по этому поводу, ждем в комментарии, обязательно добавим к статье.
Схема металлоискателя пират на транзисторах
Это второй вариант схемы от разработчика. В качестве генератора тут используется не микросхема, а транзисторы, в оригинальном варианте советские KT-361 и KT-361. Но никто не запрещает эксперименты, иные транзисторы, похожие по параметрам, хорошо подойдут.
Схемы микроконтроллерных версий: пират 2, пират 3, пират 4, прилагаться не будут. Что касаемо схемы на золото, то тут не нужно каких-то отдельных манипуляций. Достаточно собрать обычный пират и испытать его, он должен реагировать на любые металлы. Некоторым нужно скачать схемы для печати, вы можете кликнуть на изображение и сохранить себе на компьютер. Если вы сделали переделку схемы своими руками, то будем рады добавить ваш вариант в статью.
Вот мы подробно и поговорили о схеме металлоискателя пират.
Плата металлоискателя пират
Плата на транзисторах
Вот, кстати, плата на tl072, если кому это интересно. На SMD деталях.
Размеры плат:
- На транзисторах - 30×76.
- На NE555 - 30×80.
- SMD на TL072 - 26×35.
Катушка для металлоискателя пират
Теперь поговорим о том, как сделать катушку для металлоискателя пират своими руками.
Есть много вариаций намотки катушки. Классический вариант – это взять провод ПЭВ 0.5 и намотать 25 витков на какой-нибудь оправе, радиусом 19-20 см. Запаивать рекомендуется напрямую, а как вся схема заработает, начинать экспериментировать с различными штекерами и переходниками. Если вы любите скрутки – их быть не должно, от этого очень зависит чувствительность.
Некоторые, делают катушку для металлоискателя пират, из витой пары. Это очень хороший вариант катушки. Чтобы сделать ее, нам нужно примерно 2.5 – 2.7 провода витой пары. Находим средину и делаем отметку, после делаем кольцо и тоже отмечаем как на рисунке ниже. Все это дело фиксируем и начинаем огибать кольцо концами с двух стороны. Делать это нужно плотно, без зазоров. Должно получиться около 3ех витков.
Распиновка проводов для катушки из витой пары
Глубинная катушка для металлоискателя пират.
Для повышения глубины и чувствительности металлоискателя пират, нужно грамотно сделать катушку. Методика такова:
- Наматываем 25 витков.
- Тестируем, отматывая по одному витку и отрезая их, чувствительность будет повышаться.
- Находим тот момент, когда чувствительность начнет не возрастать, а понижаться.
- Высчитываем число витков и наматываем новую катушку с этим количеством витков + 1 или 2 витка.
- Максимальная чувствительность достигнута.
Так и повышается чувствительность пирата. Очень много так же зависит и от качества дорожек. Еще можно поиграться с резистором R7.
Параметры при которых была достигнута максимальная глубина:
- Количество витков - 10.
- Сопротивление катушки – 2 Ома.
- Толщина проволоки – 0.45.
- Диаметр – 20 см.
- Резистор R7 – 75 Ом.
Настройка металлоискателя пират
Не нуждается в спец настройке. Достаточно собрать плату и включить его. После 5-10 сек он начинает издавать звуки. Переменными резисторами настраиваем этот звук до щелчков - готово, это максимальная чувствительность, лопату в руки и вперед.
Металлоискатель пират не работает
Разберем перечень неисправностей, их причины и способы их устранения.
Неисправность: После сборки не издает признаков жизни.
Устранение: если вы паяли паяльными пастами или какими-либо кислотами, настоятельно рекомендуется протереть плату спиртом и просушить. Если это не помогает, то нужно проверять каждую деталь на исправность, это основные причины.
Неисправность: Греется NE555 или другая деталь.
Устранение: проверяем дорожки на наличие замыканий, проверяем номиналы и исправность всех деталей. Посмотрите советы из первой неисправности, пройдитесь по ним.
Металлоискатель пират с дискриминацией металлов
Металлоискатель пират подводный
Обычно собранный пират, уже готов к подводной охоте. Главное хорошо изолировать корпус и катушку - всю электронную часть. Ну и нужно придумать что-нибудь с индикацией. Если вы конечно не будут нырять с ним - то все можно оставить как есть, но вот под водой, звука вы не услышите. Обычно, для таких целей, делают световую индикацию.
Модернизация металлоискателя пират
Т.к пират очень прост, на него очень легко можно наслаивать различные примочки и улучшение. Некоторые из них, мы сейчас рассмотрим.
Тональный звук.
На пирата очень просто прикрутить тональный звук, схему и печатную плату вы увидите ниже.
Схема контроля разряда аккумулятора
Вот несколько улучшений, используй на здоровье.
Заключение: вот мы и разобрались как сделать самому металлоискатель пират. Статья достаточно полная, но, как и все – несовершенна. Если у вас есть дополнения к ней, то ждем в комментариях ниже.
Жми «Нравится» и получай только лучшие посты в Facebook ↓
Всем привет! Давно я тут не писал. Много было дел… За окном уже весна, второй день температура держится на уровне 9-10 градусов. Снег неспешно сходит. Открытие сезона уже не за горами. Так вот, одним из дел, которое помогло бы скоротать время и приблизить сезон, была сборка металлоискателя с нуля своими руками. Результат меня порадовал:)
Кому не терпится, видео с работой данного чуда:
Все началось с того, что я наконец обзавелся фольгированным текстолитом, не заплатив за это ни копейки)). Первым делом для испытания этого текстолита) была сборка металлоискателя.
Для сборки была выбрана схема импульсного металлоискателя «Пират», ибо прибор на биениях делать было не охота). Итак, схема загружена, установлена программа Sprint Layot, распечатана на фотобумаге печатная плата. Приступаю к сборке.
Плату делал методом лазерного утюга (сокращенно ЛУТ). Подробно расписывать не буду, на это дело есть гугл:). Все, вырезан текстолит, дорожки перенесены на плату.
Далее развожу раствор для травления. И тут мне снова помог электролит из аккумулятора! Раствор включил в себя поваренную соль, перекись водорода и электролит (вечером этого же дня банку с раствором опрокинул котенок).
Ну вот, плата протравлена, отверстия просверлены. Теперь ее надо залудить. Лужение производилось паяльником.
Настал самый длительный этап сборки. А именно сбор, поиск и впайка деталей. Обе микросхемы и два транзистора были найдены без затруднений. Конденсаторы и резисторы вытащены со старых плат. Но не нашлось у меня нескольких резисторов. За ними пришлось идти в телемастеркую. Там мне их дали БЕСПЛАТНО.
Плата собрана, экспериментальная катушка намотана. Настал момент включения. Первое включение производилось от двенадцативольтового блока питания. Скрутил провода, подключил катушку, перепроверил полярность, включаю…не работает…молчит(. Греется транзистор. Перепаял. Включаю снова…тишина. Последующие проверки выявили неисправность микросхемы К157УД2. На следующий день была найдена новая и пуск повторился. И тут собранная схема показала признаки жизни. Оно работает!!! Радости было море:)
На следующий день схема была налажена и получила культурный корпус. Выведены разъемы. Теперь нужна была нормальная катушка. Ее я вырезал из куска фанеры. Потом же подобрал количество витков, залил обмотку термоклеем и замотал синей изолентой.
Теперь требовался материал для штанги, чему и был посвящен следующий день. Купил 4 метра водопроводной ПВХ трубы и 0,5 метра канализационной трубы. Из них были вырезаны соответствующие детали для сбора штанги. Трубы спаивались с помощью термоклея и фена. 
Штанга собрана, катушка готова, корпус прибора приобрел надлежащий вид. Осталось все совместить. Блок прикреплен к штанге с помощью фитингов. А вот для крепления катушки в магазине не нашлось пластикового болтика. Катушка пока что временно держится на стяжке.
Осталось только купить аккумулятор с ЗУ. Работает и с аккумулятором от шуруповерта:).
В условиях дома прибор начинает реагировать на пятак с 20 см, что думаю неплохо. Также скажу, что он не имеет дискриминации, поэтому нельзя отсечь столь ненавистный всем копателям металломусор.
От процесса сборки и от полученных результатов я получил полное удовлетворение и, как я думаю, немного повысил навыки радиолюбительства, применив в своей практике новые методы.
Итак, мои вложения (кроме покупки аккумулятора) ушло 230 рублей. С аккумулятором, думаю, будет около 1000 рублей. Данный прибор можно легко окупить и даже заработать, занимаясь с его помощью поиском металлолома. Поиск монет тоже возможен, но в виду отсутствия дискриминации, он будет затруднителен.
Скажу насчет фотографий. Их я делал для себя, поэтому их качество немного жидковато:)
Также советую вам подписаться на канал «Старая Вятка» , где вас ждет много видео о копе, металлоискателях, навигации, картографии и уходу за монетами: