Μέσω των ηλεκτρικών ή μαγνητικών κυμάτων του, ο ανιχνευτής μετάλλων, ή όπως ονομάζεται επίσης ανιχνευτής μετάλλων, είναι σε θέση να διακρίνει και να αντιδρά σε μεταλλικά αντικείμενα που είναι κρυμμένα σε άλλο περιβάλλον. Η συσκευή αυτή είναι απαραίτητο βοήθημα για τις υπηρεσίες επιθεώρησης, τους οικολόγους, τους εργάτες οικοδομών, τους "χρυσοθήρες" και πολλά άλλα επαγγέλματα. Η μέση τιμή ενός ανιχνευτή μετάλλων στη Ρωσική Ομοσπονδία κυμαίνεται από 15-60 χιλιάδες ρούβλια. Αυτό το άρθρο έχει σχεδιαστεί για όσους δεν θέλουν να πληρώσουν υπερβολικά, θέλουν να κατανοήσουν τη συσκευή και να φτιάξουν έναν ανιχνευτή μετάλλων με τα χέρια τους.
Περιεχόμενα
Ανιχνευτής μετάλλων, ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας του
Η αρχή λειτουργίας του ανιχνευτή μετάλλων περιπλέκεται μόνο με λόγια. Η ιδέα είναι να δημιουργούνται μαγνητικά πεδία χρησιμοποιώντας ηλεκτρικές τάσεις.Όταν τα ίδια κύματα συναντήσουν μεταλλικά αντικείμενα στο δρόμο τους, η συσκευή εκπέμπει ένα σήμα, ενημερώνοντάς σας για το εύρημα. Για τους αρχάριους που δεν έχουν ακόμη αντιμετωπίσει τέτοιες "εφευρέσεις" φαίνεται αρκετά δύσκολο, αλλά αν ακολουθήσετε προσεκτικά τις οδηγίες, στην πραγματικότητα θα είναι πολύ πιο εύκολο. Και με λίγη κατανόηση, μπορείτε εύκολα να δημιουργήσετε μια συσκευή για την εύρεση παλαιών νομισμάτων σε βάθος 30 εκατοστών κάτω από το έδαφος.
Το πηνίο
Για να δημιουργηθεί ένα μαγνητικό πεδίο, είναι απαραίτητο το ρεύμα να περάσει μέσα από το πηνίο.μια δέσμη, μια περιέλιξη) από χάλκινο σύρμα με νάιλον μόνωση. Αυτό τυλίγεται σε ένα πλαστικό πηνίο αρκετές φορές. Στη συνέχεια τυλίγεται με πολυεστερική, ισχυρή ταινία συσκευασίας. Αυτό γίνεται για να αποτραπεί το ξετύλιγμα του σύρματος προς τα πίσω. Εάν το εσωτερικό της μπομπίνας (ειδική μπομπίνα) τοποθετήσετε καθαρό σίδηρο, το μαγνητικό πεδίο θα αυξηθεί σημαντικά, μια μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως για τους ανιχνευτές μετάλλων ασφαλείας.
Ηλεκτρονικά κυκλώματα
Η λειτουργία του συστήματος εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το ηλεκτρονικό κύκλωμα, το οποίο αποτελεί τον εγκέφαλο της συσκευής. Το υπόλοιπο κομμάτι του χάλκινου σύρματος συγκολλάται σε μια πλακέτα κυκλώματος, η άλλη έξοδος της πλακέτας συνδέεται με ηλεκτρικά καλώδια με τους αισθητήρες: LED, δονητές, ηχεία. Εάν τα μαγνητικά κύματα συγκρουστούν με μέταλλο, ένα ηλεκτρικό σήμα θα έρθει από το πηνίο στους δείκτες μέσω της πλακέτας. Αυτό είναι ίσως το πιο δύσκολο μέρος της κατασκευής μιας συσκευής με τα χέρια σας. Στη συνέχεια, η συσκευή βαθμονομείται, ρυθμίζεται και τοποθετείται σε πλαστικό προστατευτικό περίβλημα.
Βασικές παράμετροι
Ανάλογα με τις ιδιότητές τους, οι ανιχνευτές μετάλλων χωρίζονται σε 3 κύριες ομάδες: βαθιά, υποβρύχια, επίγεια. Από το όνομα γίνεται αμέσως σαφές ποια είναι τα χαρακτηριστικά τους. Πολύ συχνά δημιουργούν υβρίδια, για παράδειγμα, ένα αδιάβροχο πηνίο με περίβλημα. Φυσικά, αυτά θα κοστίζουν μια τάξη μεγέθους περισσότερο. Για να φτιάξετε μόνοι σας έναν ανιχνευτή μετάλλων, πρέπει να έχετε μια σαφή ιδέα για το τι θα χρησιμοποιηθεί, με βάση αυτό υπάρχουν γενικές παράμετροι της συσκευής:
- Το βάθος δράσης κάτω από το έδαφος, κάθε συσκευή έχει τη δική της "διεισδυτική δύναμη". Φυσικά αυτό εξαρτάται επίσης από την πυκνότητα, τον τύπο του εδάφους, την παρουσία λίθων σε αυτό, αλλά αυτό είναι δευτερεύουσας σημασίας.
- Διάμετρος της περιοχής αναζήτησης, θα πρέπει να καθορίσετε αμέσως για τον εαυτό σας ποια σειρά θα είναι η βέλτιστη, και από αυτό το ξεκίνημα, επιλέγοντας, ή συναρμολόγηση ανιχνευτή μετάλλων.
- Η ευαισθησία του ανιχνευτή μετάλλων. Εδώ έρχεται το ερώτημα με ποιο σκοπό θα χρησιμοποιηθεί η συσκευή: για τους κυνηγούς θησαυρών, τα μικρά πράγματα θα παρεμβαίνουν μόνο, αλλά για τους κυνηγούς των χαμένων κοσμημάτων στην παραλία, είναι σημαντικό να μην χάσετε τίποτα, ακόμη και το μικρότερο πράγμα.
- Επιλεκτικότητα μετάλλων. Υπάρχουν συσκευές που ανταποκρίνονται μόνο σε ορισμένα πολύτιμα κράματα.
- Εξοικονόμηση ισχύος και ενέργειας, ένα τυπικό χαρακτηριστικό κάθε ασύρματης συσκευής.
- Στα νεότερα μοντέλα, υπάρχει μια λειτουργία που ονομάζεται "διακριτική ικανότητα", η οποία επιτρέπει την εμφάνιση του κατά προσέγγιση βάθους, της θέσης, του κράματος μετάλλου στον πίνακα αποτελεσμάτων της συσκευής.
Βάθος ανίχνευσης
Κατά μέσο όρο, το βάθος του ανιχνευτή μετάλλων κυμαίνεται από 1 έως 100 εκατοστά. Διαφορετικά μοντέλα, έχουν διαφορετική ακρίβεια και βάθος. Βασικά, το εύρος της ορατότητας εξαρτάται από το μέγεθος του πηνίου, όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο πιο βαθιά θα μπορείτε να κοιτάξετε. Και το πρώτο λάθος που κάνουν οι περισσότεροι αρχάριοι, δεν ξέρουν για ποιο λόγο, επιλέγουν έναν ανιχνευτή μετάλλων με το μεγαλύτερο βάθος. Κατά μέσο όρο, τα αρχαία νομίσματα θάβονται σε βάθος 30-35 εκατοστών, ενώ τα χαμένα πολύτιμα κοσμήματα βρίσκονται ακόμη πιο κοντά στην επιφάνεια. Επιπλέον, όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος, τόσο περισσότερες είναι οι ανακρίβειες και τα σφάλματα. Μπορείτε να σκάψετε 10 τρύπες βάθους 1 μέτρου, στον ίδιο χρόνο μπορείτε να βρείτε κάτι πραγματικά πολύτιμο σχεδόν στην επιφάνεια, χωρίς να ασχοληθείτε καθόλου.
Συχνότητα λειτουργίας
Όπως κάθε συσκευή, έτσι και ο ανιχνευτής μετάλλων έχει μια αλληλεπίδραση των εξαρτημάτων του. Με τη χρήση της συσκευής σε πλήρη ισχύ αυξάνετε την κατανάλωση ενέργειας από την μπαταρία. Εάν εξετάσετε τον ανιχνευτή μετάλλων στο σύνολό του, μπορείτε να συμπεράνετε ότι οι διαστάσεις και η λειτουργικότητα όλων των εξαρτημάτων του εξαρτώνται από τη συχνότητα της γεννήτριας. Αυτό είναι ίσως το σημαντικότερο κριτήριο αξιολόγησης με βάση το οποίο ταξινομούνται:
- Η πρώτη επιλογή είναι εντελώς ερασιτεχνική - εξαιρετικά χαμηλή συχνότητα. Χωρίς κάποια υποστήριξη υπολογιστή, δεν θα λειτουργήσει. Το πηνίο πρέπει να ακολουθείται από ένα ειδικό μηχάνημα το οποίο όχι μόνο θα επεξεργάζεται το σήμα στον χειριστή, αλλά και θα παρέχει τη φόρτιση, λόγω της σημαντικής κατανάλωσης ενέργειας. Το εύρος του είναι μικρότερο από 100Hz.
- Η δεύτερη επιλογή δεν είναι επίσης μια απλή οικιακή συσκευή - μια μονάδα χαμηλής συχνότητας. Το εύρος κυμαίνεται από 100Hz έως 10kHz. Απαιτεί επίσης πολλή ενέργεια και έχει σχεδιαστεί κυρίως για την αναζήτηση σιδηρούχων μετάλλων σε βάθος έως και 5 μέτρων. Απαιτεί επεξεργασία σήματος με υπολογιστή, αλλά ακόμη και με αυτό, έχει μεγάλο σφάλμα στην αναγνώριση του κράματος και του όγκου του σε μεγάλα βάθη.
- Ευέλικτοι, πιο περίπλοκοι, συμπαγείς - ανιχνευτές μετάλλων υψηλής συχνότητας. Με αυτή τη συσκευή μπορείτε να βρείτε μέταλλο σε βάθος 1,5 μέτρου. Έχει μέτρια ανοσία στο θόρυβο, αλλά καλή ευαισθησία, σε μικρά βάθη, είναι δυνατόν να προσδιοριστεί το κράμα και το μέγεθος του μετάλλου, με αρκετά καλή ακρίβεια. Έχει εμβέλεια έως 30 kHz.
- Ανιχνευτές μετάλλων ραδιοσυχνοτήτων, όλοι πιθανώς τους έχουν δει, μια τυπική συσκευή κατάλληλη για επίδοξους ερασιτέχνες. Έχει εξαιρετική διακριτική ικανότητα σε βάθος 0,5 μέτρων. Αν το έδαφος δεν είναι μαγνητικό, όπως η άμμος, ή αν δεν υπάρχει ραδιοφωνικός ή τηλεοπτικός σταθμός κοντά, είναι απλά ένα εξαιρετικό πολυεργαλείο.Η κατανάλωση ενέργειας σε σύγκριση με τους παραπάνω εκπροσώπους είναι πολύ χαμηλή. Και η πλήρης αποδοτικότητά του εξαρτάται επίσης από τα εξαρτήματά του, κυρίως από το πηνίο.
Συναρμολόγηση του ανιχνευτή μετάλλων με τα χέρια σας
Υπάρχουν πολλά σχέδια, βίντεο, φόρουμ και συμβουλές για τη συναρμολόγηση του ανιχνευτή μετάλλων στο διαδίκτυο. Και ανάμεσα στις πολλές κριτικές, υπάρχουν πολλές αρνητικές για τη συσκευή που οι ίδιοι δημιούργησαν. Πολλοί άνθρωποι γράφουν ότι δεν λειτούργησε και ότι είναι καλύτερα να το αγοράσετε παρά να ξοδέψετε πολύ χρόνο... Η απάντηση σε τέτοια σχόλια είναι πολύ απλή: αν το βάλετε στο μυαλό σας και πάρετε το θέμα στα σοβαρά, το να φτιάξετε κάτι με τα χέρια σας είναι πολύ καλύτερο από τους εργοστασιακούς ανιχνευτές μετάλλων. Αν θέλετε να κάνετε κάτι καλά, κάντε το μόνοι σας.
Είναι δυνατόν να φτιάξετε έναν ανιχνευτή μετάλλων με τα χέρια σας;
Ένα άτομο που γνωρίζει και ενδιαφέρεται για τη φυσική και τα ηλεκτρονικά τουλάχιστον σε σχολικό επίπεδο δεν θα βρει μια τέτοια εργασία πολύ δύσκολη. Και παραμένει μόνο θέμα επιλογής ποιοτικών υλικών. Ακόμα και οι αρχάριοι δεν θα πρέπει να χάσουν την ευκαιρία να προσεγγίσουν βήμα προς βήμα, ακολουθώντας τις οδηγίες με λίγη επιμονή.
Φτιάχνοντας τη δική σας πλακέτα κυκλώματος
Το δυσκολότερο στάδιο της συναρμολόγησης του ανιχνευτή είναι η κατασκευή της πλακέτας PCB. Καθώς είναι ο εγκέφαλος ολόκληρης της κατασκευής και χωρίς αυτόν η συσκευή απλά δεν θα λειτουργήσει. Η απλούστερη μέθοδος είναι η μέθοδος κοπής με λέιζερ.
- Αρχικά χρειαζόμαστε ένα σχηματικό διάγραμμα, φυσικά, υπάρχουν πολλά από αυτά στο Διαδίκτυο. Αλλά αν κάποιος θέλει να το φτιάξει μόνος του, ένα ειδικό πρόγραμμα Sprint-Layout θα σας βοηθήσει να το αναπτύξετε.
Και έτσι, με το σχηματικό σχέδιο της πλακέτας έτοιμο, το εκτυπώνουμε χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή λέιζερ, αυτό είναι σημαντικό, σε φωτογραφικό χαρτί. Πολλοί συνιστούν να χρησιμοποιείτε ελαφρύ χαρτί, ώστε να φαίνονται καλύτερα οι λεπτομέρειες. - Αγοράστε ένα κομμάτι κειστολίτη, δεν θα είναι δύσκολο να το βρείτε, και προετοιμάστε το κατάλληλα:
1) Χρησιμοποιήστε ένα μεταλλικό ψαλίδι (ή ένα μεταλλικό μαχαίρι) για να κόψετε ένα κομμάτι κειμενολίθου στο σωστό μέγεθος για την εκτύπωση.
2) Στη συνέχεια, πρέπει να καθαρίσετε το τεμάχιο εργασίας από το ανώτερο στρώμα χρησιμοποιώντας σμυριδόπανο. Το ιδανικό αποτέλεσμα είναι μια ομοιόμορφη λάμψη σαν καθρέφτης.
3) Μουλιάστε ένα κομμάτι πανί σε οινόπνευμα, ασετόν ή άλλο διαλυτικό και σκουπίστε καλά. Αυτό γίνεται για να απολιπανθεί και να καθαριστεί το τεμάχιο εργασίας μας. - Αφού γίνει αυτό, τοποθετούμε το φωτογραφικό χαρτί με το εκτυπωμένο σχέδιο πάνω στον κειστολίτη και το εξομαλύνουμε με ένα καυτό σίδερο για να μεταφέρουμε το σχέδιο. Στη συνέχεια, βυθίστε αργά το κενό σε ζεστό νερό και αφαιρέστε πολύ απαλά και προσεκτικά το χαρτί χωρίς να λερώσετε το σχέδιο. Ακόμη και αν το περίγραμμα είναι λίγο θολό, μπορείτε να το διορθώσετε με μια βελόνα.
- Όταν η σανίδα στεγνώσει λίγο, το επόμενο στάδιο, για το οποίο χρειαζόμαστε ένα διάλυμα θειικού χαλκού ή χλωρίνη.
Για την παρασκευή αυτού του διαλύματος πρέπει να αγοράσετε σκόνη χλωριούχου σιδήρου (FeCl3). Κοστίζει αρκετά στο ραδιοφωνικό κατάστημα. Αραιώστε αυτή τη σκόνη με νερό σε αναλογία 1 προς 3. Το νερό δεν πρέπει να είναι καυτό και το πιάτο δεν πρέπει να είναι από μέταλλο.
Βυθίστε την πλακέτα μας στο διάλυμα για κάποιο χρονικό διάστημα, ανάλογα με το πάχος του υλικού και τις εξωτερικές συνθήκες, δεν υπάρχει συγκεκριμένος χρόνος. Αν ανακατεύετε το διάλυμα περιοδικά, η διαδικασία θα προχωρήσει πιο γρήγορα και καλύτερα. - Αφαιρέστε την πλακέτα, ξεπλύνετε κάτω από τρεχούμενο νερό, αφαιρέστε το τόνερ με οινόπνευμα ή οποιοδήποτε άλλο διαλυτικό.
- Χρησιμοποιήστε το τρυπάνι για να ανοίξετε τις οπές για τα εξαρτήματα στα σημεία που απαιτούνται στο διάγραμμα.
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτή τη μέθοδο στο άρθρο μας: Πώς να φτιάξετε μια ηλεκτρονική πλακέτα κυκλώματος στο σπίτι.
Τοποθέτηση των ραδιοεξαρτημάτων στην πλακέτα
Σε αυτό το στάδιο πρέπει να εξοπλίσετε την πλακέτα με όλα τα απαραίτητα ραδιοεξαρτήματα. Μη φοβάστε τα περίπλοκα ονόματα, τους άγνωστους συνδυασμούς αριθμών και γραμμάτων. Όλα τα εξαρτήματα είναι επισημασμένα με τα ονόματά τους. Απλά πρέπει να βρείτε τα κατάλληλα, να τα αγοράσετε και να τα τοποθετήσετε στη θέση τους.
Ακολουθεί ένα παράδειγμα ενός μάλλον απλού αλλά αποτελεσματικού σε χρήση κυκλώματος -PIRAT
Ορίστε:
- Το κύριο τσιπ μπορεί κάλλιστα να είναι το φθηνό KR1006VI1 ή διάφορα αντίστοιχα ξένα τσιπ, όπως το NE555 που χρησιμοποιείται στο κύκλωμα που παρατίθεται παραπάνω. Για να τοποθετήσετε το κύκλωμα στην πλακέτα πρέπει να κολλήσετε έναν βραχυκυκλωτήρα μεταξύ τους.
- Το επόμενο βήμα είναι να εγκαταστήσετε έναν ενισχυτή όπως ο K157UD2, ο οποίος φαίνεται επίσης στο παραπάνω διάγραμμα. Παρεμπιπτόντως, ψάχνοντας σε παλιές σοβιετικές συσκευές μπορείτε να βρείτε αυτό και πολλά άλλα εξαρτήματα.
- Στη συνέχεια εγκαθιστούμε δύο εξαρτήματα SMD (μοιάζουν με μικρά τούβλα) και τοποθετούμε μια αντίσταση MLT C2-23.
- Αφού εγκαταστήσουμε την αντίσταση, πρέπει να σταματήσουμε τα δύο τρανζίστορ. Ένα πολύ σημαντικό σημείο για τους αρχάριους: η δομή του πρώτου πρέπει να αντιστοιχεί σε NPN και του άλλου σε PNP. Τα BC 557 και BC 547 είναι ιδανικά για τη συσκευή αυτή, αλλά επειδή δεν είναι τόσο εύκολο να βρεθούν, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διάφορα ξένα ανάλογα. Όσον αφορά το τρανζίστορ επίδρασης πεδίου, ένα IRF - 740, ή οποιοδήποτε άλλο τρανζίστορ με τις ίδιες παραμέτρους, είναι μια καλή επιλογή, αλλά σε αυτή την περίπτωση δεν έχει σημασία.
- Το τελευταίο βήμα είναι η τοποθέτηση των πυκνωτών. Και μια συμβουλή: είναι προτιμότερο να επιλέξετε αυτό με τη χαμηλότερη τιμή TKE, βελτιώνει σημαντικά τη θερμορύθμιση.
Κατασκευή του πηνίου
Όπως γράφτηκε προηγουμένως, όταν φτιάχνετε ένα σπιτικό πηνίο, θα πρέπει να τυλίξετε περίπου 25-30 στροφές σύρματος PEV, αν η διάμετρός του είναι 0,5 χιλιοστόμετρα. Αλλά είναι καλύτερο, δοκιμάζοντας τη συσκευή σε λειτουργία, να επιλέγετε και να αλλάζετε τον αριθμό των στροφών, ώστε να επιτυγχάνεται το επιθυμητό αποτέλεσμα.
Πλαίσιο και πρόσθετα στοιχεία
Οποιοδήποτε μεγάφωνο με σύνθετη αντίσταση μηδέν ωμ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση του ευρήματος της συσκευής. Μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία ή απλές μπαταρίες με συνολική τάση μεγαλύτερη από 13 βολτ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως τροφοδοτικό. Για μεγαλύτερη σταθερότητα και ηλεκτρική ισορροπία του κυκλώματος, ένας σταθεροποιητής τοποθετείται στην έξοδο. Για το πειρατικό κύκλωμα, ο ιδανικός τύπος τάσης θα ήταν ο L7812.
Αφού βεβαιωθούμε ότι ο ανιχνευτής μετάλλων λειτουργεί, ενεργοποιούμε τη φαντασία μας και δημιουργούμε ένα πλαίσιο που θα είναι, πάνω απ' όλα, άνετο για τον χειριστή. Υπάρχουν μερικές έξυπνες συμβουλές για το πώς να χτίσετε μια υπόθεση:
- Η πλακέτα πρέπει να προστατεύεται με την τοποθέτησή της σε ένα ειδικό κουτί και τη σταθεροποίησή της σε σταθερή θέση. Το ίδιο το κουτί θα πρέπει να τοποθετείται στο πλαίσιο για λόγους ευκολίας.
- Όσο περισσότερα μεταλλικά αντικείμενα υπάρχουν στην κατασκευή, τόσο λιγότερο ευαίσθητη θα είναι η συσκευή.
- Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα κομμάτι πριονισμένου σωλήνα νερού στη μέση για να εφοδιάσετε τη συσκευή με όλων των ειδών τις ευκολίες, όπως ένα μπράτσο. Συνδέστε μια λαστιχένια λαβή από κάτω. Και στην κορυφή, κατασκευάστε κάποιο είδος πρόσθετης θήκης.
Διαγράμματα των πιο δημοφιλών ανιχνευτών μετάλλων
Σχέδιο Πεταλούδα
Σχέδιο Koschey
Σχέδιο Kvazar
Σχέδιο Ευκαιρία
