Простой металлоискатель своими руками(три схемы).

Портативный металлодетектор.

Малогабаритный металлоискатель - металлодетектор может быть полезен людям, чья профессия связана с выполнением ремонта в различных помещениях. С его помощью можно легко обнаружить скрытые в стенах металлические предметы - гвозди, шурупы, стальную арматуру, на глубине нескольких сантиметров.

В основе работы большинства схем металлоискателя лежит традиционный принцип.
Индуктивность катушки(L) входящей в контур LC генератора изменяется, при приближении к ней металлических предметов.
Это ведет к изменению рабочей частоты генератора, что может быть обнаружено например, на слух - при условии что генератор работает на достаточно низкой, звуковой частоте.

На самом деле, металлоискатель собранный по схеме с одним генератором НЧ оказался бы малоэффективным - изменения индуктивности при поиске малогабаритных предметов как правило, очень незначительны.
Соответственно, отклонения частоты малозаметны - чувствительность очень низка.

На практике, чаще всего применяют схемы на основе не одного, а двух одинаковых генераторов. Частоты на которой они работают, выбираются выше звуковой - например в 3 - 4 раза . Соответственно, при том же изменение индуктивности катушки L, численное изменение частоты будет больше а чувствительность выше.

Но если частота генератора находится выше звуковой, как можно обнаружить на слух ее изменения?
В области звука может оказаться "разностная частота" биений, получаемая при смешении частот обоих генераторов.
Численно, она равна их разности(отсюда и ее название).

Чем ближе друг к другу частоты генераторов, тем ниже значение разностной частоты.
Разностную частоту можно выделить, усилить(если необходимо) и преобразовать в звук с помощью наушников или динамической головки. При поиске металлического предмета изменяется частота только одного из двух генераторов. Это ведет к изменению разностной частоты и как следствие - высоты звука.

Для сборки понадобятся:
1. Две микросхемы К561ЛЕ5( можно К561ЛА7).
2. Пластина из фольгированного гетинакса или текстолита.
3. Реле РЭС9 - паспорт РС4.524.200.(сопротивление обмотки 500 Ом).
4.Постоянные резисторы любой марки мощностью 0,125 - 0,25 Ватт, номиналами R2 - 20КОм, R3,R4 - 30КОм, R5,R6 - 150КОм, R7 - 2МОм.
5. Переменный резистор R1 - СП4, СПО.
6. Конденсатор С4 - оксидный(электролитический) серий К52, К53 емкостью 15 мФ на напряжение 15в.
6. Разъем - гнездо, для подключения наушников.

Схема на логических элементах, разработанная в лаборатории журнала "Радио" отличается отсутствием катушки намотанной вручную(использован эл.магнит реле РЭС9). Это значительно упрощает ее практическую реализацию.
Кроме того, только один из составляющих ее генераторов - LC(элементы DD1.1, DD1.2), а второй - RC(элементы DD2.1, DD2.2). Поэтому отпадает необходимость использования конденсатора переменой емкости, для настройки металлоискателя.

Кроме генераторов, схема содержит смеситель(элемент DD1.3) и компаратор(элементы DD1.4, DD2.3).
Фильтр низкой частоты(R3,C3) выделяет сигналы разностной частоты, которые поступают на вход компаратора. На его выходе формируются прямоугольные импульсы такой же частоты. С выхода элемента DD2.4 они поступают через конденсатор С5 на разъем, в гнездо которого вставляют вилку головных телефонов.
В качестве головных телефонов используются малогабаритные наушники от плейера.

Реле разбирают и удаляют подвижные элементы, делают отвод от провода соединяющего последовательно обе катушки.

Металлы с слабо выраженными ферромагнитными свойствами, - медь, олово, серебро чрезвычайно трудно обнаружить, используя схему основанную на регистрации биений. Что бы собрать металлоискатель для нахождения предметов состоящих из подобных металлов нужна схема, основанная на другом принципе.

Предложенная схема содержит в себе только один генератор(на транзисторе VT1), согласующий каскад на транзисторе VT2 и детектор на диоде VD2 с усилителем постоянного тока(VT3), отделенным кварцевым резонатором ZQ1. В качестве индикатора использован микроамперметр, с током полного отклонения 1 мА. Если точно настроить генератор на резонансную частоту кварца, отклонение стрелки будет минимальным. Ведь кварцевый резонатор обладает очень большим сопротивлением на этой частоте.

При малейшем отклонении частоты, сопротивление кварца снижается - уровень проходящего через него сигнала становится достаточным для работы детектора. Ток возникающий на выходе детектора усиливается каскадом VT3. Под его воздействием стрелка прибора отклоняется.

Настройка генератора осуществляется конденсаторами переменной емкости С2 (грубо) и подстроечным конденсатором С1 (точно) при отсутствии около рамки металлических предметов. Диапазон генератора достаточно широк, поэтому можно использовать кварцевый резонатор на частоту от 90 кГц до 1,1 МГц.

Диаметр рамки L1 - 380мм. Она представляет из себя кольцо из алюминиевой трубки диаметром 8мм, с шестью витками провода ПЭЛ 0,1 - 0,2, продернутыми внутри.
Транзисторы VT1,VT2,VT3 - КТ315Б, детекторный диод - Д9 с любым буквенным индексом, конденсаторы и резисторы любого типа.