صنع كاشف معادن بسيط من الأفوميتر بـ 3 دولارات | تجربة عملية

دليل اختيار عملي • مخططات وملفات وتجارب

اختر كاشف المعادن الذي تريد صنعه: 4 دوائر للمبتدئين والمحترفين

لا توجد دائرة واحدة مناسبة للجميع. اختر مشروعك وفق القطع المتوفرة، وخبرتك في الإلكترونيات، وطريقة سماع الإشارة، وحجم الملف الذي تستطيع صنعه وضبطه.

فكرة هذا الدليل: ستجد أربع دوائر كاشف معادن سبق تنفيذها، تبدأ من دائرة بسيطة بترانزستور وراديو AM، ثم تنتقل إلى تصميمات بملفين وأربع أو ست ترانزستورات، وتنتهي بدائرة مختصرة تعتمد على المؤقت 555. اقرأ المقارنة أولًا ثم افتح المخطط بالحجم الكامل.

مقارنة سريعة بين دوائر كاشف المعادن

الخيار	القطع الرئيسة	خرج الإشارة	الصعوبة	مناسب لمن؟
الراديو	ترانزستور + راديو AM	صوت الراديو	سهلة	المبتدئ وأقل قطع
4 ترانزستورات	مذبذبان + مرحلتا إشارة	سماعة رأس	متوسطة	من يريد جهازًا مستقلًا
6 ترانزستورات	الدائرة السابقة + تكبير	صوت أوضح	متقدمة	من يملك قطعًا وخبرة أكبر
555	3 ترانزستورات + NE555	سماعة	متوسطة	من يريد اختصار مرحلة الصوت

تنبيه قبل الاختيار: الدائرة الأكثر تعقيدًا ليست دائمًا الأفضل للمبتدئ. ابدأ بالخيار الذي تتوفر قطعه ويمكنك فحصه مرحلة بعد مرحلة؛ لأن دائرة بسيطة تعمل بثبات أفضل من مخطط متقدم يحتوي أخطاء توصيل.

الخيار الأول: صنع كاشف معادن بالراديو وترانزستور واحد

هذا هو الخيار الأسهل لمن يريد صنع كاشف معادن بأقل عدد من القطع. يعمل الترانزستور كمذبذب يولد ترددًا قريبًا من نطاق 100 كيلوهرتز، ثم يُستخدم راديو AM لاستقبال الفرق بين تردد الدائرة ونقطة ضبط الراديو. عند اقتراب المعدن من الملف تتغير خصائصه الكهربائية، فيظهر التغير على شكل اختلاف مسموع في صوت الراديو.

يوضح المخطط مصدر تغذية 5 فولت، وترانزستور NPN مثل BC547 أو BC549 أو 2N3904 أو 2N5551 بحسب المتوفر وترتيب أطرافه، ومقاومتين بقيمة 10 كيلوأوم، ومكثفين 100 نانوفاراد يحملان الرمز 104. يتم ربط هوائي الراديو بالنقطة الموضحة، وسالب الراديو بالطرف الآخر المحدد في الصورة.

مخطط دائرة كاشف المعادن بالراديو؛ انتبه إلى النقاط التي تتقاطع فيها الخطوط من دون اتصال.

الملف المناسب لدائرة الراديو

استُخدم ملف دائري قطره 30 سم، مكوّن من 7 لفات باتجاه واحد، وبسلك نحاسي معزول قطره 0.5 مم. ثبّت اللفات جيدًا، ولا تغيّر عدد اللفات قبل تجربة الدائرة بالقيم الأصلية.

ملف دائري قطره 30 سم، 7 لفات من سلك 0.5 مم.

وصل عمق هذه الدائرة في التجارب إلى مسافات جيدة قد تقترب من متر عند إتقان الملف وضبط الراديو، لكن النتيجة تتغير بحسب حجم الهدف وشكله والبيئة المحيطة. لذلك سجّل نتيجة الهدف الذي تختبره بدل اعتبار المتر رقمًا ثابتًا لكل معدن.

الخيار الثاني: دائرة كاشف معادن بأربعة ترانزستورات

هذا التصميم مستقل عن الراديو، ويعتمد على ملفين ومرحلة لإظهار فرق التردد في سماعة الرأس. يمكن العثور على كثير من قطعه في أجهزة قديمة، لكن يجب فحصها قبل الاستخدام؛ فالقطعة المستخرجة قد تكون تالفة حتى لو بدا شكلها سليمًا.

تتكون الدائرة من قسمين للتذبذب مرتبطين بالملفين، ثم مرحلتي معالجة للصوت. تعمل على 12 فولت وفق المخطط. ومن القيم الظاهرة مقاومات 10 كيلوأوم و39 كيلوأوم و2.2 ميغاأوم، ومكثفات 100 نانوفاراد بالرمز 104. اقرأ المخطط بالحجم الكامل ولا تعتبر تقاطع خطين اتصالًا ما لم توجد نقطة واضحة.

مخطط دائرة الأربعة ترانزستورات مع ملفين وخرج لسماعة الرأس.

الخيار الثالث: دائرة كاشف معادن بستة ترانزستورات

إذا نجحت دائرة الأربعة ترانزستورات لكن الصوت بقي منخفضًا، يقدم التصميم الموسع مرحلتين إضافيتين لتحسين خرج الإشارة. هذا الخيار يحتاج عددًا أكبر من المقاومات والمكثفات ودقة أعلى في التوصيل، لذلك يناسب من يستطيع القياس بالملتيميتر وتتبع الإشارة على مراحل.

لا تبدأ بتركيب الدائرة كاملة ثم تبحث عن العطل. اختبر قسم المذبذبين أولًا، ثم مرحلة جمع الإشارة، وبعدها مراحل التكبير. تحقق من ترتيب أرجل E وB وC لكل طراز ترانزستور، لأن الرسم يوضح وظيفة الأطراف ولا يضمن أن ترتيبها الفيزيائي واحد في جميع الأنواع.

التصميم الموسع بستة ترانزستورات؛ افتح الصورة بالحجم الكامل لقراءة القيم.

الخيار الرابع: صنع كاشف معادن بالمؤقت 555

يختصر هذا الخيار قسمًا من دائرة الصوت باستخدام المؤقت NE555. يظهر في المخطط مذبذبان بترانزستورين للملفين، وترانزستور ثالث لإدخال الإشارة إلى مرحلة 555، ثم خرج إلى السماعة. يعمل المخطط الظاهر على 5 فولت، لذا لا توصله مباشرة بجهد 12 فولت من دون مراجعة التصميم وقيم القطع.

اختر هذه الدائرة إذا كان 555 متوفرًا لديك وتريد صوتًا مباشرًا مع عدد أقل من مراحل التكبير المنفصلة. يفضّل استخدام قاعدة IC ذات ثمانية أطراف لتجنب تلف الشريحة بالحرارة ولتسهيل استبدالها أثناء الفحص.

مخطط كاشف المعادن بالمؤقت 555 وثلاثة ترانزستورات.

اختر حجم ملف كاشف المعادن والعمق المستهدف

الملف جزء أساسي من أداء الخيارات الثلاثة ذات الملفين. وقد أظهرت التجارب أن زيادة أبعاد الملف تساعد على كشف الأهداف الكبيرة من مسافة أكبر، لكنها تقلل ملاءمته للأهداف الصغيرة وتزيد صعوبة الموازنة والحركة. الأرقام التالية نتائج وتجارب مرتبطة بملفات وأهداف وضبط محدد، وليست ضمانًا ثابتًا لكل جهاز.

ملف مربع 60×60 سم، 4 لفات من سلك 0.5 مم؛ سُجل له نحو 1.80 متر في التجربة المبينة.

ملف بيضاوي 100×55.5 سم، 4 لفات من سلك 0.5 مم؛ توضح الصورة إمكانية الاقتراب من 3 أمتار للأهداف الملائمة وفق التجربة.

كيف نفهم عمق 3 أمتار؟ الدوائر الثانية والثالثة والرابعة يمكنها الاستفادة من الملفات الكبيرة، وقد أظهرت التجارب إمكانية الوصول إلى أعماق مرتفعة مع جودة تصنيع وضبط مناسبين. لكن العمق يتغير بقوة مع حجم الهدف وشكله واتجاهه ونوع التربة. لذلك لا يُنسب الرقم إلى عملة صغيرة، ولا يُعد نتيجة مضمونة لكل نسخة من الجهاز.

قرار سريع: أي كاشف معادن أصنع؟

• لا توجد لديك قطع كثيرة: ابدأ بدائرة الراديو وترانزستور واحد.
• لديك أربعة ترانزستورات وسماعة رأس: اختر الدائرة الثانية.
• تريد صوتًا أوضح ولديك قطع متعددة: اختر دائرة الستة ترانزستورات.
• يتوفر لديك NE555 وتريد دائرة صوت مختصرة: اختر الدائرة الرابعة.
• هذه أول تجربة إلكترونية لك: لا تبدأ بالملف الأكبر؛ اختبر الدائرة بملف 30 سم أولًا.

أسئلة مهمة قبل التصنيع

هل يمكن استبدال نوع الترانزستور؟

يمكن استخدام ترانزستور NPN مناسب في بعض المواضع، لكن يجب فحص الجهد والتيار والتردد وترتيب الأرجل من ورقة البيانات. لا توصل القطعة اعتمادًا على شكلها الخارجي فقط.

كيف أصلح الجهاز إذا لم يصدر صوتًا؟

افحص جهد التغذية، واتجاه الترانزستورات، واستمرارية الملفين، وقيم المكثفات 104، ثم اختبر كل مذبذب منفصلًا. لا تغيّر عدة قطع في الوقت نفسه.

هل أستخرج القطع من جهاز قديم؟

يمكن إعادة استخدام قطع مفحوصة، لكن أجهزة التلفاز قد تحتوي مكثفات تحتفظ بجهد خطير. لا تفككها دون معرفة بإجراءات السلامة، وشراء القطع الصغيرة الجديدة أسهل للمبتدئ.

هل الملف المرجعي الصغير ضروري؟

الدوائر ذات الملفين تحتاج ملفًا مرجعيًا وملف بحث وفق تصميمها. أما دائرة الراديو في المخطط الأول فتعمل بملف واحد مع موازنة تردد المذبذب بواسطة راديو AM.

الخلاصة

إذا كنت مبتدئًا فابدأ بكاشف المعادن بالراديو، وإذا أردت جهازًا مستقلًا فانتقل إلى دائرة الأربعة ترانزستورات. اختر الستة ترانزستورات عندما تحتاج خرجًا أقوى، أو دائرة 555 عندما تتوفر الشريحة وتريد اختصار مرحلة الصوت. وفي جميع الخيارات، جودة الملف والمعايرة والاختبار المتكرر هي التي تكشف الأداء الحقيقي للجهاز.