Металлоискатель Пират

Металлоискатель Пират представляет собой технический прибор, предназначенный для обнаружения металлических изделий:

• под водой;
• в земле;
• среди других неметаллических предметов.

Принцип действия металлоискателя

Ниже будут рассмотрены технические характеристики металлоискателей, областей их применения. Однако, знакомство с этими устройствами стоит начать с рассмотрения принципа действия.

Все металлоискатели (металлодетекторы) имеют общий принцип работы, основанный на явлении индукционного баланса.

Суть метода

Заключается в следующем: в металлоискатель входят несколько катушек. Данные элементы образуют датчик.

1. изначально прибор находится в состоянии равновесия; 
2. металлический предмет, попавший в «поле зрения» прибора, нарушает баланс;
3. возникает сигнал рассогласования;
4. сигнал рассогласования усиливается;
5. преобразование электрического сигнала в звуковой;
6. использование звукового сигнала по своему усмотрению.

Область применения металлоискателей

Область применения металлоискателей достаточно обширна. 

В настоящее время металлоискатели используются:

•  в системах безопасности (рамочные стационарные и портативные металлодетекторы);
• геологии (металлодетекторы для обнаружения металлических пород, изменений структуры грунта);
• строительстве и ремонте (металлоискатели для обнаружения проложенных в стенах трасс электрических проводов);
• в военной сфере (металлоискатели для обнаружения мин – миноискатели);
• и др.

Среди гражданского населения наибольшей народной любовью и популярностью пользуются металлоискатели, предназначенные для обнаружения кладов (монет и сундуков с зарытыми в землю сокровищами). Одним занимаются кладоискатели, другим – поисковики. Если первыми движет азарт и интерес, то для вторых к перечисленным факторам добавляется священный долг.

Общие технические характеристики металлоискателей

Одними из главных технических характеристик металлоискателя является глубина поиска и размер определяемых им предметов. Предметов, которые могут попасть в его поле зрения. Данные параметры определяются частотой на которой работает металлоискатель. Согласно данным Википедии:

Глубинные металлоискатели работают, на частоте — 6,6 кГц. Глубина обнаружения — около 4 м.
Грунтовые металлоискатели для поиска мелких предметов — до 22,5 кГц. Глубина обнаружения, например, каски — около 1-1,5 м, монеты — до 40 см.

Металлоискатель ПИРАТ

Несмотря на довольно обширный ряд предлагаемых готовых металлоискателей, ряд людей, увлеченных идеей поиска металлических предметов, предпочитают собирать металлоискатели своими руками. Рассмотрим один из вариантов металлодетектора своими руками. Речь пойдёт о металлоискателе ПИРАТ, схема которого была разработана и представлена на сайте «Радиоскот», что и отразилось на названии данного устройства, согласно первоисточнику:

«PIRAT» (сокращённо от PI – импульсный, RA-T – radioskot – сайт разработчиков»

Благодаря указанной схеме разработать металлоискатель своими руками не составит большого труда. Связано это с простотой конструкции и доступности компонентов. Схему осилит даже начинающий радиолюбитель.

Параметры металлоискателя ПИРАТ

• Напряжение питания схемы металлоискателя, В: 9-12;
• Электрический ток, потребляемый схемой, мА: 30-40;

Способности по определению металлических предметов (чувствительность):

• 25 миллиметровая монета – 20 см;
• крупные металлические предметы – 150 см;

Принципиальная электрическая схема металлоискателя ПИРАТ

Принципиальная электрическая схема металлоискателя по которой необходимо разработать проект печатной платы и собрать своими силами представлена ниже.

Основными элементами принципиальной электрической схемы металлоискателя являются:

• NE555 – универсальный таймер, генератор одиночных повторяющихся импульсов;
• TL072 – двухканальный малошумящий операционный усилитель;
• катушка, рекомендации по намотке, которой можно также посмотреть на сайте разработчика;
• IRF740 – мощный n-канальный MOSFET транзистор;
• звукоизлучатель.

Список компонентов металлоискателя ПИРАТ

Ниже представлен список компонентов для монтажа на печатную плату металлоискателя.

Как видно из перечня, экзотические компоненты в принципиальной схеме отсутствуют. Поэтому никаких сложностей при сборке печатной платы своими руками возникнуть не должно.

Печатная плата металлоискателя

Особенностью спроектированной печатной платы являются:

• триммеры WH148, установленные на самой плате;
• размещение печатной платы в панели.

Топология спроектированной печатной платы

Внешний вид печатной платы металлоискателя показан на рисунке ниже.

Характеристики платы металлоискателя:

• размеры, мм: 80 х 44;
• толщина платы, мм: 1,5;
• количество слоёв: 2;
• тип материала: FR4;
• маскирующее покрытие: маска зеленого цвета;
• маркировка: присутствует;
• цвет маркировки: белый;
• тип монтажа: односторонний.

Все сигнальные проводники проложены в верхнем слое, нижний слой используется для общей заливки.

Конструкторская документация

Чертеж печатной платы металлоискателя ПИРАТ:

Чертеж трассировки печатной платы металлоискателя:

Сборочный чертеж платы металлоискателя:

3D модель печатной платы металлоискателя ПИРАТ

3D модель разработанной печатной платы металлоискателя представлена на рисунке ниже.