Катушка из витой пары для металлоискателя. Самодельная катушка для импульсного металлоискателя Изготовление отдельных частей
В этой статье я покажу как самостоятельно намотать катушку для металлоискателя . Для примера возьмем вот этот металлоискатель . Катушка в нем должна мотаться с определенной точностью, но как же это сделать простому человеку, который ничего в этом не понимает?? На помощь нам величайшие умы создали интересную программу (Coil32) у кого нет программы, качаем в конце статьи.
И так, на схеме металлоискателя написано, что катушка должна иметь индуктивность 2290mkH (микрогенри). Там даже написано каким проводом и на каком диаметре мотать. Но если я хочу катушку большего диаметра или меньшего или провод у меня не той толщины??
Тогда включаем нашу программу (Coil32)
В открытой программе нажимаем (PLUGINS) потом (Multi loop) именно там будут нужные нам катушки.
Выскочит вот такое окно:
Тут теперь все просто, в окошках все подписано, какой диаметр провода, на каком каркасе мотать и самое главное окошко с индуктивностью. Вставляем в окошки наши параметры: индуктивность нам нужна 2290 mkH, провод у меня был 0.4, и катушку я хочу намотать на оправке 11см (111мм) . Как только все значения выставлены нажимаем кнопку вычислить и справа в окошке появится нужная нам информация
Так что теперь вы можете самостоятельно рассчитать и намотать для себя катушку любого диаметра, какой вам больше всего подходит.
Главным преимуществом, которым обладают импульсные аппараты для поиска предметов из цветного металла, считается то, что довольно просто соорудить катушку для металлоискателя из витой пары. Оснащенные достаточно простой катушкой данные приборы обладают отличными показателями обнаружения. В данной статье будет описана подробная инструкция создания катушки из витой пары для металлоискателя Пират , благодаря которой вы сможете самостоятельно сделать данную конструкцию. Благодаря этому вам не нужно будет приобретать ее на радиорынке за довольно внушительную сумму. В процессе работ понадобятся стандартные элементы, которые наверняка имеются в наличии у каждого электронщика. Катушки, которые созданы нижеизложенными простыми методами, могут использоваться почти со всеми импульсными аппаратами, которые пользуются сегодня большой популярностью.
Катушка для импульсного металлоискателя из витой пары
Из витой пары проводов имеется возможность соорудить замечательный датчик, который является незаменимой составляющей для импульсного прибора. Подобная катушка будет обладать глубину поиска, составляющей больше полутора метра. Данная конструкция отличается хорошей чувствительностью различным изделиям небольшого размера, к которым относятся золотые украшения, мелочь и тд. Для того, чтоб сделать такую катушку, вам нужно предварительно приготовить провод витая пара, которые без проблем можно приобрести везде, где продаются радиоприборы. Провод сделан из четырех свитых пар без наличия экрана, очень важно, что-бы он бым медным,а не биметаллическим
Для того, чтоб изготовить подобную катушку, вам необходимо
следовать данной инструкции:
·
Сделать
отрез провода, длина которого составляет 2,7 метра.
·
Наметить
ровно половину отрезка. После этого следует также отмерить с каждого конца по
41 см.
·
Согласно
сделанным меткам нужно сделать кольцо из данного провода и произвести фиксацию с
использованием обычного скотча или клейкой ленты.
·
Концы
будущей катушки следует немного отогнуть внутрь.
· Далее следует тщательная зачистка изоляции проводов, после чего понадобиться спаять эти провода в таком порядке:
· После вышеуказанной процедуры необходимо произвести изоляцию спаек с использованием специальных термотрубок или клейкой ленты.
·
Для
того, чтоб сделать вывод изготавливаемой катушки, нужно взять провод 2*0.75 миллиметра,
который находится в резиновой изоляции и имеет длину 1,2 метра, после чего припаять
его к другим концам будущей катушки. После этого также необходимо заизолировать
провода.
·
Следует
определиться с наиболее подходящим корпусом катушки. Вы вполне можете приобрести
заводское изделие.Также подойдет обычная тарелка, выполненная из пластика.
·
Катушку
нужно вложить в корпус и произвести фиксацию элементов с использованием
термоклея. Спайки и провода также нужно будет зафиксировать.
·
На
следующем этапе предстоит заклеить корпус. В том случае, если вы использовали
не готовый корпус, а тарелку из пластика, то для придания большей жесткости
необходимо ее заполнить эпоксидной смолой. Предварительно нужно все-таки
провести пробное испытания функциональности, ведь после того, как вы все
склеите, внести поправки у вас не выйдет.
·
Для
того, чтоб закрепить катушку к штанге вы можете использовать заводской
кронштейн или придумать аналог самостоятельно, тут все зависит от вашего
выбора.
·
После
припаивания разъема ко второму концу провода катушка будет полностью готовой к использованию.
Бывает так, что коп начинается прекрасно, но в один момент возникает слишком много ложных сигналов. Осмотрев катушку, вы замечаете повреждение кабеля. Именно оно приводит к тому, что ваш металлоискатель начал шуметь и выдавать ложные сигналы. Разберемся, почему происходит перелом кабеля.
Причиной повреждения кабеля катушки или даже его перелома может стать банальное небрежное отношение к металлоискателю, а точнее, к кабелю. Бывает, что кабель цепляется за ветки и камни, или повреждается в ходе транспортировки. Но чаще всего владелец МД неправильно наматывает и закрепляет кабель катушки, то есть перетягивает его.
Вот пример, когда кабель натянут сильно.
На первый взгляд так не кажется, но надо помнить, что катушка движется и ее в ходе поиска приводят в разное положение, и кабель растягивается. Также сюда добавим вредную привычку пригибать катушку к штанге во время перевозки металлоискателя. При этом тоже нагрузка на провод увеличивается. В итоге - кабель рвется.
Чтобы такого не произошло, многие производители предлагают ограничители - небольшие кольца, помогающие закрепить кабель как нужно. Вещь хорошая, но на 100% не защищает.
Чтобы избежать повреждения кабеля, нужно просто соблюдать несколько правил при намотке кабеля.
1. Присоединив кабель к катушке, нужно сделать петлю для свободного хода. Пригните катушку к штанге и закрепите кабель. Используйте хомуты, которые идут в комплекте, либо можно воспользоваться изолентой, лейкопластырем или скотчем. На фото - лейкопластырь. Крепите жестко.
2. Плотно намотайте кабель вокруг штанги, чтобы он не болтался. Обмотку делайте с передней стороны, а не сзади. На фото - слева правильно, справа - не рекомендуется. Таким образом вам удастся сохранить целостность кабеля надолго.
Есть один лайфхак - после покупки сразу замотать нижнюю часть кабеля (у катушки) несколькими слоями изоленты, так сказать, для профилактики.
К таким «машинкам» относятся XP Deus . Хороши также в этом плане металлоискатели Minelab серии Go-Find, Explorer и СТХ3030 . У этих приборов кабель «спрятан» внутри штанги и не может пострадать от механических повреждений.
Альтернативные датчики для металлоискателя
Кощей-18М (ВМ8043)
Часть 6. Новый концентрический датчик
Несмотря на то, что нами разработаны и опубликованы уже несколько альтернативных конструкций датчиков для этого металлоискателя, по-прежнему наибольшим спросом пользуются концентрические датчики типа «кольцо». Они эргономичны, универсальны, выпускаются многими производителями. Однако, пластиковые корпуса, которые описаны и которыми ранее комплектовались наши наборы, к сожалению, сняты с производства по независящим от нас причинам. А разработанные , оказались “по зубам” не всем самодельщикам из-за хлопотности “стеклопластиково-пенопластовой ” технологии. Вместе с тем в продаже доступны новые пластиковые корпуса диаметром 200мм. Они вполне годятся и для датчиков индукционных металлоискателей. Правда, заливать прецизионную систему катушек таких датчиков непосредственно в этот корпус несколько проблематично. Поэтому нами была разработана специальная заливочная форма, изготавливаемая по блистерной технологии. Сейчас освоен серийный выпуск таких форм.
Нелишне заметить, что обмоточные провода должны быть новые с идеальной изоляцией. Можно использовать только медные обмоточные провода. Недопустимо использовать б/у провод , добытый из обмоток электротехнических устройств – как правило, он имеет микротрещины, которые могут привести к межвитковым замыканиям, что испортит результат всей кропотливой работы.
Сначала берем заливочную форму и укладываем в радиальные “спицы” углублений полоски из стеклоткани или обычной ткани (для армирования). Сверху укладываем наши катушки. Перед укладкой узелки стягивающих нитей разворачиваем таким образом, чтобы они оказались снизу. Это приподнимет катушки и позволит смоле легко затечь под них.
Далее подключаем катушки к кабелю согласно схеме. Особое внимание следует уделить фазировке катушек при подпайке кабеля. Передающая и компенсирующая катушки должны быть включены встречно. Для удобства восприятия на схеме условно показаны начала и концы всех катушек в виде выводов, выходящих из катушек в определенном направлении. Именно так и нужно ориентировать и распаивать концы "настоящих катушек". На рисунке ниже показан способ подключения датчика с помощью “толстого” S - VHS кабеля Belsis BW 7809 PL . Такой кабель дает чуть большее потребление прибора, чем при использовании AWM 2919 (толстый VGA -кабель с двойным экранированием, используемый в компьютерных мониторах и плазменных панелях) или LIYCY - CY (монтажный слаботочный кабель с двойным экранированием). Однако BW 7809 PL гораздо проще в распайке.
Выводы катушек фиксируем с помощью небольшой цилиндрика из пластилина. Кроме фиксации выводов, он играет еще одну важную технологическую роль – в дальнейшем он формирует места выходов проводов из заливочной массы. Для этого в блистерной форме есть небольшое цилиндрическое углубление, которое должен плотно заполнить нижний конец пластилинового цилиндрика. Входы проводов обмоток в цилиндрик должны при этом располагаться на уровне горизонтальной поверхности пластика блистерной формы, а выходы в сторону распайки кабеля – выше уровня заливки эпоксидной смолы.
Теперь приступаем к предварительной балансировке датчика. Для этого располагаем датчик подальше от металлических предметов и включаем сервисный режим “Калибровка тракта”. Подробности входа в этот режим описаны . Вначале нам необходимо включить рабочую частоту 7кГц, Устанавливаем Усиление 1 и фазовый сдвиг в районе 150-160градусов. Намоточные данные катушек подобраны таким образом, чтобы вначале компенсирующая катушка создавала небольшую избыточную компенсацию. В этом случае шкалы X и Y отклоняются вправо. А при попытке слегка приподнять малую катушку над формой, эта картина только усугубляется. Т.е. шкалы при этом не должны переходить влево через ноль. Если же у вас при подъеме все-таки показания шкал переходят через ноль, значит, из-за погрешностей в диаметрах провода или оправок получилась небольшая недокомпенсация . Тем не менее, в таком случае датчик также можно сбалансировать, об этом будет сказано ниже.
Рассмотрим способ устранениянебольшой перекомпенсации . Для этого нам нужно немного удалить компенсирующую катушку от приемной. Делаем это с помощью деревянной зубочистки – внедряем ее под витки компенсирующей катушки и слегка отгибаем их к центру. При этом следим за показаниями, стремясь получить нулевой баланс по обеим шкалам X и Y .
Т.к. провод компенсирующей катушки достаточно жесткий, отогнутые витки не нуждаются в дополнительной фиксации. Следя за показаниями шкал, отгибаем необходимое число витков. Если для баланса не хватает витков одного сектора между нитяными утяжками, переходим к другому сектору. Добившись близких к нулю показаний при Усилении 1, устанавливаем Усиление 8 и корректируем положение витков. Добившись разбаланса не хуже ±20%, предварительную балансировку можно считать завершенной. Отпаиваем кабель и приступаем к заливке катушек эпоксидной смолой. Для этих целей нам понадобится примерно 100-110грамм смолы. В конце заливки загибаем “хвосты” армирующих лент вовнутрь “спиц” и оставляем форму на ровной поверхности на 24 часа для застывания смолы.
После застывания смолы извлекаем отливку из формы. Форму при этом можно не жалеть – в нужных местах кромсаем ее ножницами. Удаляем пластилин, а через образовавшееся отверстие протягиваем концы проводов на другую сторону отливки. В результате получаем такую изящную и прочную конструкцию:
Теперь датчик нужно заэкранировать . Для этих целей используем все тот же токопроводящий лак на основе нитролака и измельченного графита. Подробности приготовления описаны . В данной конструкции экранируется не корпус, а непосредственно залитые катушки. С помощью кисти покрываем лаком “малое кольцо”. Не забываем установить вывод заземления – небольшой отрезок многожильного изолированного провода, один конец которого нужно зачистить и “распушить”, а потом смазать проводящим лаком. Для удобства этот проводник можно предварительно зафиксировать с помощью капли термоклея .
Внимание: Передающую катушку экранировать не нужно! В этой конструкции это не только избыточно, но и вредно. Избыточно потому что выходной каскад Кощея-18М имеет очень низкий импеданс, поэтому передающая катушка практически не подвержена емкостному эффекту. А вредно, потому что при близком расположении экрана от передающей катушки в нем начинают протекать ощутимые индукционные токи, которые приводят кдеградацииэкрана и, как следствие – к ложным откликам.
Далее приступаем к размещению датчика внутри корпуса. Прикручиваем к кронштейну гермоввод . Гайку гермоввода желательно зафиксировать каким-либо клеем или компаундом. Затем пропускаем через гермоввод конец кабеля.
Теперь этот конец кабеля изгибаем и плотно укладываем внутри кроштейна , затем надежно фиксируем с помощью термоклея .
Дальше приступаем к подготовке крышек корпуса. На верхней крышке с помощью бокорезов или скальпеля нужно удалить четыре бобышки (синие стрелки). Затем сверлим шесть отверстий диаметром 3мм и зенкуем их сверлом 6-7мм под головку самореза (зеленые стрелки). Потом сверлим отверстие диаметром 7-8мм под кабель (красная стрелка). На нижней крышке только удаляем бобышки. Бобышки не выбрасываем, они нам пригодятся позже.
Далее продеваем конец кабеля в отверстие на крышке и прикручиваем кронштейн с помощью нержавеющих саморезов 3х16мм. В районе “ушей” кронштейна для повышения прочности соединения можно применить саморезы 3х20мм или 3х25мм. Внимание: саморезы должны быть обязательно нержавеющими. Они, в отличие от обычных стальных, не приводят к разбалансу датчика.
Теперь нам нужно зафиксировать датчик внутри верхней крышки корпуса. Для этого приподнимаем датчик и наносим внутри корпуса в местах, показанных стрелками, термоклей . Термоклей должен быть хорошо разогрет. Затем плотно прижимаем датчик к крышке. В месте выхода кабеля (синяя стрелка) клей должен выступить вовнутрь и загерметизировать отверстие вокруг кабеля. Концы кабеля ориентируем вдоль днища образовавшейся “ванночки”, в которую будет производиться финишная заливка, фиксирующая выводы обмоток. По поводу термоклея хотим обратить внимание, что “не все стиральные порошки одинаково хороши” J . Очень неплохо себя зарекомендовал термоклей TOPEX . В отличие от дешевых марок клея он дает весьма надежное соединение с полистиролом и эпоксидной отливкой.
Далее подпаиваем концы катушек к кабелю согласно схеме, которая была приведена выше. Обращаем ваше внимание, что при использовании кабеля BW 7809 PL (или подобного), экранирование катушек идет только по цепи “земляного” провода приемной катушки. А экран проводника, подключаемого к передатчику, в данном включении к земле не подключен. Поэтому нужно следить за тем, чтобы при монтаже в разъеме и датчике эти экраны между собой не соприкасались!
Подключаем датчик к прибору, входим в сервисный режим и проверяем баланс. Теперь нам нужно будет уделить особое внимание выводам из более толстого провода, которые подпаиваются к кабелю. Положение этих выводов существенно влияет на баланс! Поэтому их нужно уложить оптимальным образом. Наибольшую чувствительность к балансировке эти выводы имеют при укладке рядом с приемной катушкой. Направление укладки также имеет значение. От него зависит в какую сторону мы движемся – перекомпенсации или недокомпенсации . Следим за показаниями шкал и укладываем выводы таким образом, чтобы баланс по обеим шкалам сошелся в ноль (При Усилении 8). По шкале Х допустим разбаланс ±15%. При укладке желательно оставить небольшую петельку размером 1-2см, которая будет возвышаться над поверхностью “ ванночки ” .
Отдельно следует остановиться на случае, когда балансировка с помощью имеющихся “хвостов” не получается. В этом случае один из выводов следует нарастить таким же проводом и уложить его по периметру внутри “ванночки”. Такая петля провода играет роль вспомогательной компенсирующей обмотки. Направление укладки определяем по показаниям шкал. В случае сильного разбаланса может потребоваться несколько таких витков. Таким способом можно “лечить” и перекомпенсацию , и недокомпенсацию .
Далее размещаем датчик строго горизонтально и заливаем “ванночку” эпоксидной смолой. После застывания смолы еще раз проверяем баланс и, если нужно, корректируем его с помощью петельки, оставшейся над поверхностью. Петлю нужно прижать к поверхности и изогнуть оптимальным образом, следя за показаниями шкал.
Теперь к датчику можно приклеивать нижнюю крышку. В принципе, для этого подойдет любой универсальный клей. Но наилучшие результаты дает самодельный клей, изготовленный путем растворения полистирола в дихлорэтане. Для этого нам и сгодятся удаленные ранее бобышки. Помещаем их в какой-нибудь пузырек, заливаем небольшим количеством дихлорэтана и герметично закрываем. Ждем пока полистирол полностью растворится , на что обычно требуется пара часов. Затем смесь перемешиваем и, если нужно, разбавляем дихлорэтаном до густоты сметаны. Внимание: с дихлорэтаном нужно работать в хорошо проветриваемом помещении, т.к. его пары ядовиты! Далее приступаем к склейке. Для этого нужно аккуратно промазать клеем пазы на обеих половинках и плотно сжать их. С клеем важно не переборщить, чтобы его остатки не вылезли наружу. Кстати, одно из достоинств самодельного клея в том, что он имеет такой же цвет, что и корпус. Поэтому небольшие огрехи склейки будут малозаметны. Также следует обратить внимание, что этот клей сохнет достаточно быстро. Поэтому процесс смазывания нельзя сильно затягивать (не дольше 5-10минут).
Итак, в результате всех трудов мы получили вот такой датчик.
Подключаем датчикк Кощею-18М и выполняем фазовую калибровку тракта вместе с этим датчиком. Делаем это тем же способом, который был описан в предыдущих главах. В этом экземпляре для частоты 7кГц фазовый сдвиг получился 150.5 градуса, для 14кГц – 173.6 градусов. Включаем поисковые режимы, подносим к датчику различные типовые мишени и убеждаемся в том, что прибор их обнаруживает и правильно распознает.
Выводы
При лабораторных испытаниях были получены следующие параметры:
Масса датчика – 496гр.
Дальность обнаружения по воздуху (в селективном режиме):
5коп. СССР–30см.
медная копейкаАлексея Михайловича–13см.
Потребление на частоте 7кГц – 143мА.
Потребление на частоте 14кГц – 83мА.
Электрический баланс сохраняется в диапазоне температур -10…+50 градусов Цельсия.
Из приведенных цифр видно, что максимальная глубина датчика не уступает параметрампредыдущего концентрического датчика диаметром 200мм. Вместе с тем новый датчик обладает гораздо более элегантным дизайном, имеет существенно меньшую массу.С описанным датчиком заметно меньше энергопотребление прибора. Также следует отметить, что при новом соотношении диаметров приемной и передающей катушек (1:2 вместо 1:1.4) возросла чувствительность к мелким объектам (например – монетам-чешуйкам). Но при этом несколько заострилась “конусность” диаграммы направленности.
При полевых испытаниях было замечено еще одно полезное свойство – такой датчик менее подвержен ложным откликам при ударах о ветки, толстые стебли травы и т.д. Очевидно, это связано с тем, что датчик имеет “мягкую подвеску” внутри корпуса.
В комплекте с корпусом идут кронштейн для его крепления на штанге металлоискателя.
Конструкция корпуса достаточно универсальна и позволяет изготовить датчики практически для всех других типов металлоискателей.
Ниже приведена статья про изготовление корзиночного датчика на базе этого корпуса.
Характеристики:
Материал корпуса: Пластик;
Цвет корпуса: Чёрный
;
Материал метизов: Пластик;
Диапазон рабочих температур: -10...+50 градусов Цельсия;
Диапазон рабочих атмосферных давлений: 710...+800 мм рт. ст.;
Относительная влажность: До 95 % (при температуре +25 градусов Цельсия);
Упаковка: OEM;
Размеры устройства: 200 x 200 x 80 мм;
Общая масса набора: 180 г.
Комплект поставки:
Пластиковый корпус (из двух половинок);
Кронштейн для крепления на штангу;
Гермоввод PG-7;
Штанговый болт с гайкой (пластиковые): 1 комплект.
Для увеличения нажмите на картинку
(навигация по картинкам осуществляется стрелочками на клавиатуре)
 |
 |
Компоненты для сборки импульсного микропроцессорного металлоискателя КОЩЕЙ-5И (RI8042):
Корзиночный датчик КВП («витая пара»)
для металлодетектора Кощей-5И
Создание обмотки корзиночного датчика происходит в следующей последовательности
:
1. Отрезается кусок кабеля длиной 2,5 м;
2. Маркером делаем две заметки:
2.1. 1-ю на расстоянии 10 см от одного конца;
2.2. 2-ю на расстоянии 67 см от того же конца (или 57 см от первой);
3. Затем делаем петлю первого витка кабеля, совмещая две указанные выше отметки кабеля, как показано на фото.
4. Затем начинаем продевать свободный длинный конец кабеля в образовавшуюся петлю, обвивая вторым витком кабеля первый. За один оборот витка будущей катушки датчика нужно сделать 4...5 обвивок, то есть 4...5 раз продевать свободный конец кабеля через кольцо создаваемой обмотки. Ниже изображена первая обвивка вторым витком первого витка.
При намотке всех 4-х витков необходимо следить, чтобы кабель укладывался, строго повторяя период обвивки предыдущих витков. В этом случае итоговая «баранка» полученной обмотки будет компактной, плотной и аккуратной, как это показано на фото.
5. Концы кабеля фиксируются изолентой и отгибаются внутрь обмотки.
6. Концы кабеля укорачиваются до свободной длины 6 см.
7. На длине 3,5 см от концов кабеля удаляется внешняя оболочка. Делать это можно, например, маникюрными ножницами.
При любом способе главное – не повредить внутренние проводники и их изоляцию!
8. Затем на свободном участке каждая витая пара раскручивается, чтобы в итоге получить 8 штук отдельных проводов для распайки, как это показано на фото.
9. Концы всех проводов зачищаются на длину около 5 мм и облуживаются.
10. Затем производится распайка концов проводов.
Семь проводов из одного конца кабеля соединяются с семью проводами другого конца кабеля. Оставшиеся свободными два провода будут выводами обмотки.
Изоляция проводов имеет четыре цвета обозначения – оранжевый (О), зелёный (З), коричневый (К), голубой (Г).
В каждой витой паре из двух проводов один – имеет сплошную окраску из четырёх указанных цветов, а другой – какую-либо комбинацию из этих цветов с белым цветом.
Комбинацию с белым цветом будем соответственно обозначать как ОБ, ЗБ, КБ и ГБ.
В таблице поясняется, каким образом соединяются концы проводов кабеля для создания обмотки из 32-х витков, а на фото показано, как это выглядит в натуре.
| Провода конца №1 |
Провода конца №2 |
|||
| О | Вывод №2 обмотки | |||
| О | Соединяются между собой | О Б | ||
| О Б | Соединяются между собой | З | ||
| З | Соединяются между собой | З Б | ||
| З Б | Соединяются между собой | К | ||
| К | Соединяются между собой | К Б | ||
| К Б | Соединяются между собой | Г | ||
| Г | Соединяются между собой | Г Б | ||
| Вывод №1 обмотки | Г Б |
11. Места спайки проводов удобнее всего заизолировать отрезками тонкой трубки-термоусадки, как это показано на фото. Трубка нагревается монтажным феном или просто над пламенем свечи или зажигалки, после чего она плотно обтягивает место пайки и прочно на нём удерживается.
Покажем это на примере. Для сравнения, ниже приведены эпюры, наблюдаемые на экране осциллографа для нескольких вариантов его подключения к обмотке датчика:
1 - подключение ко всей обмотке датчика :
|
Вертикальная чувствительность: 50 мВ/дел Период колебаний: 1 мкс 2 - подключение к отводу от 3/8 от общего числа витков, считая от общей шины :
|