Импульсный металлоискатель «Пират»

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.

Транзисторы:

• BC547 – 1 шт.
• BC557 – 1 шт.

Конденсаторы:

• 100 нФ – 2 шт.
• 1 нФ – 1 шт.
• 10 мкФ – 2 шт.
• 1 мкФ – 2 шт.
• 220 мкФ – 1 шт.

Резисторы:

• 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.

Остальное:

• 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.

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 до 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!