Содержание
Схема металлоискателя «Пират», очень популярная и понятная даже начинающему радиолюбителю. Металлоискатель Пират обладает довольна неплохими характеристиками, ни смотря на простоту схемы и доступность деталей. Собирается легко, за вечер, не требует практически ни каких настроек и прошивок, начинает работать сразу после сборки! Ниже представлю подробную инструкцию по сборке металлоискателя Пират!
Технические характеристики МД Пират:
Потребляемый ток 30-40 мА
Напряжение питания 9-14 вольт
Дискриминации нет, реагирует на все металлы
Чувствительность монета 25 миллиметров — 20 см
Крупные металлические предметы — 150 см
Питание:
Для работы металлоискателя Пират, требуется напряжение 9-14 вольт. Можно использовать обычные батарейки или аккумуляторы типа AA или две кроны соединённые параллельно, но я бы посоветовал потратить немного денег и купить аккумулятор для бесперебойника, его легко можно закрепить на штанге металлоискателя и заряда будет хватать на долго. Так же, можно использовать и батарею от шурупавёрта, кстати по началу, я именно её и использовал!
Катушка:
Поисковая катушка для металлоискателя Пират, тоже изготавливается несложно. Наматывается на оправе 190 мм. и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5 мм. Катушку можно намотать на пяльце для вышивания, кстати этот способ довольно распространенный. Лично я беру обычную кастрюля, наматываю на ней катушку и стягиваю всё это изолентой, затем делаю каркас из тонкой фанеры и закрепляю её на нём. Тут как говорится, каждому своё, кому как удобно.
Необходимые детали:
Схема металлоискателя пират:
Металлоискатель пират состоит из передающего и приёмного узлов. Передающий узел состоит из генератора импульсов который собирается на микросхеме NE555 и мощного ключа, на транзисторе IRF740. Приёмный узел состоит из микросхемы К157УД2 и транзистора BC547.
На самом деле, детали достаточна распространенные но если всё таки вы не смогли их найти, попробуйте применить аналоги. Таймер NE555 можно заменить на отечественный аналог КР1006ВИ1, Вместо транзистор IRF740, можно поставить любой биполярный NPN структуры с Нкэ не ниже 200 вольт, можно даже выпаять из энергосберегающей лампы или зарядки от телефона, на крайний случай, подойдет даже КТ817. Транзисторы BC557 и BC547, на отечественные КТ3107 и КТ3102. У операционного усилителя К157УД2 есть полный аналог КР1434УД1В, так же его можно заменить на импортный TL072, но в этом случае, нужно будет переделать распиновку платы, так как у него 8 ног. Металлоискатель Пират на TL072 у меня тоже есть, схема и плата лежат в общем архиве. Кстати генератор импульсов можно собрать и на транзисторах:
Немного о деталях:
Сборка металлоискателя Пират:
Для начала конечно же нужно подготовить плату. Для этого открывает программу Sprint-Layout и печатаем заготовку нашей будущей платы, затем переносим рисунок любым удобным способом на подготовленную плату, протравливаем её и насверливаем отверстия для деталей. Я использую технологию ЛУТ, хотя лазерного принтера у меня нет, делаю на работе.
Но когда нет возможности напечатать на лазерном принтере, то можно сделать рисунок на струйном, затем отрезать стеклотекстолик нужной формы, приложить рисунок к плате и острым предметом отметить дырочки, затем насверлить и перманентным маркером нарисовать дорожки вручную. Ну или через копирку перевести.
Обязательно нужно зачистить плату мелкой наждачной бумагой и обезжирить ацетоном перед нанесением рисунка, так и изображение хорошо переведётся и процесс травления будет быстрее и надёжнее. После того как плата протравится, необходимо снова ацетоном стереть тонер или маркер и немного потереть наждачной бумагой.
Затем берём паяльник и лудим дорожки оловом. После лужения, обязательно стираем ацетоном лишнюю канифоль, дабы избежать проблем в будущем. По желанию, можно прозвонить дорожки.
Теперь необходимо припаять все детали на плату. Для этого так же открываем печатку в программе Sprint-Layout и смотрим где какие детали располагаются. Я настоятельно советую вам, поставить панельки для микросхем, на всякий случай. Первым делом припаяйте перемычки, их в схеме 2, и одна находится под микросхемой NE555, так что если вы про неё забудете, неисправность будет найти сложно, так как я уверен, вы за эти перемычки и не вспомните! В качестве перемычки, подойдут ножки от резисторов.
Когда все детали на месте, остаётся только припаять отводы на переменные резисторы, катушку, динамик и питание.
Правильно собранная схема начинает работать сразу, без каких либо настроек.
Катушка как я говорил выше, наматывается на оправе 19-22 см и содержит 25 витков. Для поиска более мелких предметов, можно намотать катушку по меньше 15 см — 17 витков или 10 см. — 13 витков. Для поиска чермета конечно лучше использовать катушку диаметром 19 см.
Хочу сказать пару слов о тональности звука. Мне он показался слишком грубым. Изменить тональность, можно путём подбора конденсатора С1, я заменил его на 47nf и звук стал более высоким.
Динамик лучше брать типа 3ГДШ TRYD 4070-02 8Ом так звук будет гораздо мощнее, я заменил старый динамик в своём металлоискателе именно на него. Так же, очень хорошо справляются и динамики от наушников.
Ссылку на печатную плату, а так же список деталей необходимых для сборки Пирата которые очень дёшево можно купить на AliExpress с бесплатной доставкой, находятся в конце статьи по видео!
И напоследок, видео работы металлоискателя Пират:
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.
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.
Если есть осциллограф, то с помощью него можно померить частоту на затворе транзистора Т2. Длительность импульса должна составлять 130-150 мкс, а нормальная рабочая частота равна 120-150 Гц.
Как работать с металлоискателем
После включения прибора нужно подождать около 10-20 секунд, чтобы работа металлоискателя стабилизировалась. Теперь можно крутить резистор R13 для настройки. После этого можно приступать к поиску.
Хочу поделиться с вами опытом создания импульсного металлоискателя пират своими руками. На схему металлоискателя пират случайно наткнулся в интернете. Все детали, представленные на схеме вполне доступны, их можно найти в практически любом магазине радиодеталей.
Условно схему металлоискателя пират я разбил на 4 основных блока :
- Генератор импульсов, собранного на таймере NE 555,о том как собрать генератор было сказано ранее: генератор NE555;
- Узел поисковой катушки ;
- Двух канальный операционный усилитель на микросхеме К157УД2;
- Усилитель звуковой частоты на транзисторе
Список радиодеталей для сборки пирата
| Обозначение | Тип | Номинал |
| R1 | резистор | 1 кОм |
| R2 | резистор | 1 кОм |
| R3 | резистор | 100 кОм |
| R4 | резистор | 470 Ом |
| R5 | резистор | 100 Ом |
| R6 | резистор | 150 Ом |
| R7 | резистор | 220 Ом |
| R8 | резистор | 390 Ом |
| R9 | резистор | 47 кОм |
| R10 | резистор | 62 кОм |
| R11 | резистор | 3 МОм |
| R12 | резистор | 62 кОм |
| R13 | резистор | 120 кОм |
| R14 | резистор | 6,8 кОм |
| R15 | резистор | 560 кОм |
| R16 | резистор | 43 Ом |
| R17 | переменное сопротивление | 100 кОм |
| R18 | переменное сопротивление | 10 кОмм |
| DA1 | микросхема | NE555 |
| DA2 | микросхема | К157УД2 |
| C1 | конденсатор | 220 нФ |
| C2 | конденсатор | 100 нФ |
| C3 | конденсатор | 1мкФ |
| C4 | конденсатор | 10 мкФ |
| C5 | конденсатор | 1 нФ |
| C6 | конденсатор | 10нФ |
| C7 | конденсатор | 10 мкФ |
| C8 | конденсатор | 1000 мкФ |
| C9 | конденсатор | 1 мкФ |
| T1 | транзистор | BC557 |
| T2 | транзистор | IRF740 |
| T3 | транзистор | BC547 |
| D1 | диод | 1N4148 |
| D2 | диод | 1N4148 |
| D3 | диод | 1N4148 |
| BA1 | динамик | 8 Ом |
| L1 | поисковая катушка | 2 Ом |
| PW1 | источник питания | 9-12 Вольт |
Если вы начинающий радиолюбитель то полезно узнать что такое маркировка конденсаторов.
Генератор импульсов необходим для генерации импульсов заданной частоты. Он собран на таймере NE 555. Частота задается с помощью подбора C 1, C 2, R 2, R 3, изменяя значения этих элементов можно изменять частоту генерации импульсов, скважность и длительность.
Сгенерированные таймером импульсы поступают на транзистор T 1, открывая и закрывая его. Он в свою очередь подключен в цепь базы полевого транзистора T 2. Резистор R 4 необходим для выбора «рабочей точки» транзистора.
Усилитель звуковой частоты собран на транзисторе BC 547, c максимальным током коллектора 0,1А. В цепь коллектора которого подключен низкоомный динамик и сопротивление номиналом 43 Ом.
Схема на первый взгляд, кажется, довольно простой. Но в процессе сборки мне все равно пришлось изрядно «попотеть». Схему сначала решил собрать на монтажной плате и убедиться в ее работоспособности.
Первым делом я собрал усилитель звуковой частоты. Для того чтобы на дальнейших этапах сборки проверять работоспособность генератора импульсов и микросхемы.
Сборку начал производить по блокам, сначала собрал генератор импульсов. Правильность его сборки проверил путем подсоединения динамика через транзистор к выходу таймера.
Далее приступил к подключению микросхемы К157УД2. Тут ни чего сложного нет-два каскада усиления и все. Просто нужно быть внимательным и никуда не спешить. Правильность сборки аналогично проверил, дотронувшись металлической отверткой до входной 3-й ножки при этом в динамике, появился характерный звук. Кто хоть раз собирал усилитель, тот поймет, о чем идет речь.
Катушку сделал из медной проволоки диаметром 0.5мм, намотав ее на банку сделав 30 витков, потом обмотал ее фумой-лентой. Провод, соединяющий катушку и саму плату металлоискателя нужно брать как можно толще и мощнее. У меня был питающий многожильный сетевой провод от телевизора.
После того как подключил оставшийся блок с транзистором и катушкой подал напряжение 9В от китайского блока питания. В динамике появился долгожданный треск. Начал настраивать металлоискатель до тех пор пока в динамике изредка не появлялись «щелчки».
К моему удивлению металлоискатель не стал реагировать на металл, он не «видел » даже холодильник! Реагировал только на электронную аппаратуру, но при этом в динамике были слышны не «щелчки» а шумы генерируемые электроникой. Начал проверять схему, транзистор поисковой катушки IRF 740 очень сильно грелся. После проверки его тестером я был уверен что причина именно в нем. Сопротивление закрытого транзистора было минимальное. Оказалось, что в процессе сборки я допустил грубейшую ошибку, перепутав ножки транзистора. В итоге имеем испорченный транзистор и настроение, так как ближайший магазин радиодеталей в 40 минутах езды на транспорте от дома.
После того как заменил транзистор все сразу заработало и «затрещало» как следует. И транзистор перестал греться. На форумах про сборку этого металлоискателя пишут, что питание лучше подводить на плате поближе к катушке, мол, так «чуйка» подрастет. После того как перепаял провод питания, к моему удивлению, чувствительность действительно возросла. Не на много, приблизительно на 1 сантиметр, но все же. Хотя не вижу в этом логики, какая разнится, куда провод питания подводить? Может просто напряжение от блоки изменилось, блок то китайский у меня.
Вот такая вот история сборки металлоискателя «ПИРАТ» В будущем хочу модернизировать его, сделав автоматическую настройку и подстройку или еще каких либо функций с помощью микроконтроллера . Настройку можно реализовать подключив вместо реостатов, транзисторы и изменять их сопротивление путем подачи определенного напряжения на базу. Если есть какие-то еще идеи или готовые наработки пишите в комментариях, задавайте вопросы, вместе может что и получится сделать.
Пайка и монтаж
Схему собирал на готовой плате,так как не оказалось под рукой интсрументов для изготовления оригинальной печатной платы. В итоге вот что получилось:
Качество пайки конечно не очень, собирал на скорую руку. Но все равно работает.
Катушка металлоискателя
А вот сама катушка. Ее обматал фумой чтобы витки плотно были друг к другу. Также это придает жесткость катушки. Использовал металлическое крепление из проволки. Не знаю правда влияет ли она на чувствительность металлоискателя. Ведь в этой проволоке тоже наводится ЭДС которое также должно влиять на катушку.
Ну и на последок. Нашлось время чтобы снять небольшое видео работы моего МД.
Видео работы металлоискателя пират
Печатная плата металлоискателя
Скачать печатную плату в формате Sprint-Layout можно здесь
Все связанное с металлоискателем пират можно обсудить на форуме.
