Схема металоискателя: Самодельные металлоискатели, схемы и описания
alexxlab | 21.06.2023 | 0 | Разное
Схема металлоискателя | NiceTV
Известно несколько методов поиска скрытых металлов:
– мостовой – прибором регистрируется разбаланс измерительного моста;
– метод сдвига фаз – измеряется фазовый сдвиг колебаний двух генераторов;
– метод эхолота (передатчик-приёмник) – принимается отражённая от металлического предмета радиоволна.
Однако на практике, в основном, применяется метод биения частот, основанный на сравнении частот двух генераторов. Он самый неточный и неэффективный из всех перечисленных, зато наиболее прост в реализации, не требует специальной настройки и мер по стабилизации частоты, а поэтому удобен для повторения. Предлагаемый металлоискатель работает именно по этому методу. Частоты обычно используют ультразвукового диапазона, поскольку здесь генераторы работают более устойчиво и с большей амплитудой. Нередко выбирают рабочую частоту 500 кГц (или 465 кГц), чтобы применить готовые контуры ПЧ радиоприёмников.
Рис. 1 Схема металлоискателя
Схема металлоискателя приведена на рис.1. На элементах DD1.3, DD1.4 собран генератор с поисковой катушкой L1. Его частота зависит от ёмкости конденсатора С2 и индуктивности L1 (числа витков). Другой генератор, на элементах DD1.1, DD1.2 – перестраиваемый с помощью резисторов R1 и R2. Он настраивается на частоту генератора с поисковой катушкой для получения нулевых биений или плавной регулировки разностной частоты. Обычно в нём применяют катушку индуктивности и переменный конденсатор (LC-контур). В данном устройстве используется RC-цепочка, что ослабило взаимное влияние генераторов, повысило их устойчивость и упростило схему. Резистор R1 изменяет частоту грубо, a R2 – плавно. Сигналы обоих генераторов через переходные конденсаторы С3 и С4 поступают на активный смеситель-детектор, выполненный на транзисторе VT1, а с него – на усилитель ЗЧ (VT2), нагрузкой которого служат головные телефоны сопротивлением 100 Ом.
Рис.
2 Конструкция металлоискателя
Примерная конструкция металлоискателя показана на рис.2. При поиске мелких предметов из металла (гвоздей, ключей и т.п.) включается катушка диаметром 150 мм. Для поиска более крупных предметов требуется катушка побольше (200 мм). Что-нибудь вроде канализационного люка или подземной трубы определяется самой большой катушкой с диаметром 260 мм.
Настройка. Сначала, отпаяв один конец С3, настраивают генератор с поисковой катушкой на нужную частоту. Для этого вместо С2 временно ставят переменный трёхсекционный конденсатор (12…495 пФ )х3 и ведут поиск сигнала на вещательный приёмник, включенный на длинноволновый диапазон. А найдя, “выводят” его на частоту 200 кГц. Впрочем, это не обязательно, можно оставить частоту 150 или, скажем, 250 кГц. Определив величину ёмкости, вместо переменного ставят постоянный конденсатор. Запаяв С3 на место, резистором R1 настраивают на ту же частоту перестраиваемый генератор. Настройку определяют по нулевым биениям в наушниках.
Работа. После 10…15-минутного прогрева устройства приближают поисковую катушку к земле на расстояние, на котором будет вестись поиск, и настраивают на нулевые биения. При поиске выдерживают одинаковое расстояние рамки от земли. Появление звука в телефонах говорит о наличии металлического предмета вблизи катушки. Чем он ближе, тем больше изменяется индуктивность поисковой катушки и, как следствие, тон звукового сигнала.
Литература:
1. Радио, N1, 1984.
2. Радио, N8, 1968.
Е.РЯБИЧКО, ст.Келермесская, Адыгея.
При помощи поиска в каталоге Вы можете найти еще несколько схем металлоискателей.
App Store: DIY Металлоискатель (Au,Ag,Fe)
Снимки экрана (iPhone)
Описание
Приложение предназначено для подключения простых схем металлоискателей к iPhone через гнездо для наушников.
Схемы самодельных металлоискателей ОЧЕНЬ простые и могут быть сделаны любым кто никогда не держал в руках паяльник. Металлоискатели могут обнаруживать черные и цветные (в частности золото и серебро) металлы и могут их различать (с дискриминацией металлов). Положительное число означает черный металл, отрицательное число означает цветной металл. Цифры показываемые на экране НЕ являются “Target ID” или VDI как у фирменных металлоискателей. Первая схема (БЕЗ МИКРОСХЕМ) имеет имя “Очень простой металлоискатель” (MD1), а вторая “Чувствительный металлоискатель” (MD2).
ВОЗМОЖНО, “ОЧЕНЬ ПРОСТОЙ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ” – ЭТО САМАЯ ПРОСТАЯ СХЕМА РЕАЛЬНО РАБОТАЮЩЕГО МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ, ПОТОМУ ЧТО ОНА СОСТОИТ ТОЛЬКО ИЗ КОЛЕБАТЕЛЬНОГО КОНТУРА И ДВУХ РЕЗИСТОРОВ, ЕСЛИ НЕ СЧИТАТЬ IPHONE :).
Главным элементом схем является колебательный контур. Очень важным является стабильность его параметров. Они постоянно колеблются при малейшем изменении температуры, кроме того индуктивность меняется при малейшем изменении геометрии катушки индуктивности.
Эти изменения постоянно корректируются приложением. Параметры внутренних схем iPhone и джек адаптера тоже могут колебаться, но они стабилизируются примерно через 2-3 минуты после включения сигнала (поэтому во время поиска металлоискатель должен работать непрерывно).
Диапазон частот 3-14 kHz. То есть можно выбрать частоту подобрав емкость конденсатора в колебательном контуре. После каждого изменения емкости или индуктивности, или при первом запуске, или при изменении температуры воздуха (например, когда Вы вышли из помещения на открытый воздух), нужно включить поиск резонансной частоты.
Поиск металлоискателем – это не такое простое занятие как может показаться, а иногда смертельно опасное. Поэтому обязательно нужно изучить эту тему на специальных сайтах. Обязательно сделаете эксперименты с монетой положенной на землю.
БЕСПЛАТНЫЕ ВЕРСИИ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЕЙ ОГРАНИЧЕНЫ ПОРОГОМ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА И СВЕТОВОЙ ИНДИКАЦИИ. ТО ЕСТЬ МОЖНО БУДЕТ УВИДЕТЬ МЕТАЛЛ ПО ЦИФРАМ (РАЗМЕР ШРИФТА КОТОРЫХ УМЕНЬШЕН) НА ЭКРАНЕ IPHONE, НО НЕЛЬЗЯ УСЛЫШАТЬ ИЛИ УВИДЕТЬ БОКОВЫМ ЗРЕНИЕМ ЕСЛИ НЕ СМОТРЕТЬ НА ЭКРАН.
Очень простой металлоискатель (БЕЗ МИКРОСХЕМ):
• Монета: 10 см
• Маленький совок: 16 см
• С дискриминацией металлов
Чувствительный металлоискатель:
• Монета: 16 см
• Маленький совок: 23 см
• С дискриминацией металлов
Версия 1.2.6
• Адаптация для iPhone 14 Pro.
Оценки и отзывы
Оценок: 2
Лучшие из лучших
!!!!
Разработчик Dmitriy Kharutskiy указал, что в соответствии с политикой конфиденциальности приложения данные могут обрабатываться так, как описано ниже. Подробные сведения доступны в политике конфиденциальности разработчика.
Не связанные с пользователем данные
Может вестись сбор следующих данных, которые не связаны с личностью пользователя:
Конфиденциальные данные могут использоваться по-разному в зависимости от вашего возраста, задействованных функций или других факторов. Подробнее
Информация
- Провайдер
- Dmitriy Kharutskiy
- Размер
- 25,4 МБ
- Категория
- Утилиты
- Возраст
- 4+
- Copyright
- © 2018 Dmitriy Kharutskiy
- Цена
- Бесплатно
- Сайт разработчика
- Поддержка приложения
- Политика конфиденциальности
Другие приложения этого разработчика
Вам может понравиться
Дизайн | Металлоискатель CLUE в CircuitPython
Дизайн
Сохранить Подписаться
Пожалуйста, войдите, чтобы подписаться на это руководство.
После входа в систему вы будете перенаправлены обратно к этому руководству и сможете подписаться на него.
Эксперимент Майкла Фарадея по демонстрации индуктивности в 1831 году, гравюра из книги Артура Пойзера «Магнетизм и электричество» (1892). Первичная катушка (А) прикреплена к батарее (справа), вторичная катушка (В) прикреплена к гальванометру (С).
Индуктивность является ключевой частью многих технологий в повседневной жизни, например:
- зарядка электрических зубных щеток, новейших смартфонов и некоторых беспроводных наушников-вкладышей;
- нагрев – индукционная плита с металлической посудой; связь
- – бесконтактные смарт-карты с использованием меток NFC, RFID и традиционных схем настройки для радио; блоки питания
- – трансформаторы снижают сетевое напряжение переменного тока до более практичного уровня;
- обнаружение металла – безопасность аэропорта, автоматические выездные ворота с парковки, поиск труб / кабелей и поиск сокровищ.
The Thing Леона Термена — интересный минималистский пример резонансного резонаторного микрофона, эквивалент использования катушки индуктивности для настройки LC, применения полосовой фильтрации.
Индуктивность и проницаемость
Протекающий ток создает вокруг себя магнитное поле. Катушки индуктивности — это электрические компоненты, предназначенные для накопления энергии в этом магнитном поле. Обычно это катушки, которые часто наматываются на сердечник. На магнитное поле могут влиять:
- материал, через который он проходит, это свойство называется магнитной проницаемостью;
- наличие поблизости проводника, изменяющего эффективную индуктивность катушки от наведенных в этом проводнике вихревых токов, создающих собственное магнитное поле;
- других магнитных полей.
Первые два свойства делают катушку индуктивности полезной для обнаружения токопроводящих объектов.
MAKE Presents: The Inductor — отличное видео, посвященное индукторам, созданное Коллином Каннингемом.
Обнаружение металла
Влияние близлежащих проводников на индуктор делает их полезным компонентом для обнаружения металла. Классическая реализация этого в электронике использует гетеродинирование, когда частота биений от смешивания поискового генератора на основе индуктора с опорным генератором выводится на наушники.
Частота биений от пары осцилляторов
Схема слева от R.M. Marston’s 20 твердотельных проектов для дома (1969) показывает детектор на основе транзистора с двумя генераторами Колпитца. Один осциллятор использует поисковую катушку, а другой — настраиваемую эталонную катушку, которую пользователи настраивают, чтобы уменьшить выходной звуковой сигнал с частотой биений почти до 0 Гц вдали от целевого материала.
Фильтры RLC
Фильтры можно легко создать с помощью резистора (R), катушки индуктивности (L) и конденсатора (C). Существует множество конфигураций RLC-фильтров, и многие из них можно использовать для фильтрации выходного сигнала прямоугольной формы микроконтроллера, который затем можно взять для проверки затухания фильтра, которое будет меняться в зависимости от индуктивности.
Первоначальная проверка этого подхода с Adafruit CLUE и фильтром нижних частот не дала многообещающих результатов. На приведенных ниже графиках показаны теоретические графики полосового режекторного фильтра, состоящего из резистора и параллельной LC-схемы, которые, возможно, стоит изучить.
Ваш браузер не поддерживает видео тег.График Боде для режекторного пассивного фильтра R-LC. Разные линии соответствуют разным номиналам резисторов. Анимация изменяет индуктивность, чтобы показать сдвиг частоты.
Меньшие номиналы резисторов могут оказаться нецелесообразными, поскольку они требуют более высокого тока для порта GPIO.
Аннотированный линейный график ниже лучше подходит для того, чтобы увидеть, как это затухание потенциально можно использовать для обнаружения небольших изменений индуктивности.
Ваш браузер не поддерживает видео тег.Линейный график с примером измерения амплитуды сигнала на определенной частоте при изменении индуктивности.
Это потребует выборки сигнала 989 Гц для определения затухания фильтром. Здесь привлекательна высокая индуктивность, поскольку она снижает частоту, делая определение затухания более точным.
Подход с разверткой по частоте является альтернативой для определения частоты фильтра. Это, вероятно, будет медленнее, но будет менее двусмысленным. Простой подход к измерению на одной частоте, скажем, 2,741 В, соответствует двум частотам и, следовательно, двум разным значениям индуктивности.
Зарядка конденсатора с помощью RLD
В проекте Instructables, основанном на Arduino, используется схема RL с выпрямлением на выходе диода, который затем заряжает конденсатор.
Этапы измерения индуктивности:
- Несколько импульсов выводятся через цепь для зарядки конденсатора. Более высокая индуктивность приведет к более высокому конечному напряжению на конденсаторе.
- Затем аналоговый вход измеряет напряжение конденсатора с передискретизацией с целью повышения точности.
- Аналоговый вход мгновенно переключается в режим вывода , чтобы сбросить (поглотить) заряд конденсатора.
Программа C++ (эскиз) на Arduino Uno предлагает точное время. Это важно для того, чтобы этот подход давал точные результаты для индуктивности.
В CircuitPython библиотека pulseio может использоваться для создания ШИМ-сигналов и последовательностей импульсов с микросекундной точностью. В целом, как интерпретируемый язык со сборкой мусора, он не предлагает точного времени. Непредсказуемая задержка между этапом 1 и этапом 2, вероятно, повлияет на окончательную точность измерения, вызывая спорадические ложные показания.
Непрерывный заряд/разряд с RLD
Предыдущий подход можно использовать в непрерывном режиме, когда через RLD проходит постоянная серия импульсов.
Принципиальная схема Falstad Circuit Simulator показана ниже.
Моделирование схемы непрерывной зарядки. Резистор на 200 мОм представляет собой паразитное сопротивление катушки. 400k — это оценка входного импеданса GPIO в режиме аналогового ввода. (Это короткая анимированная петля, отсюда и неправильное протекание тока по правой стороне диода.)
Эту конструкцию можно рассматривать как RL-фильтр с детектором огибающей.
Значение конденсатора влияет на скорость его разрядки. Небольшая емкость вызовет быстрый разряд, вызывающий пульсации, которые могут снизить точность или усложнить измерение напряжения. Для зарядки и разрядки большого конденсатора потребуется время, и это может привести к тому, что датчик не будет реагировать.
Значение 0,1 мкФ (которое можно записать как 100 нФ) было выбрано экспериментально. Для сравнения, моделирование с 100 пФ (вверху слева) показывает очень нежелательные пульсации 197 мВ, тогда как 0,1 мкФ дает пульсации всего ~1 мВ.
Небольшое постоянное падение напряжения около 1 мВ действительно полезно здесь, чтобы убедиться, что передискретизация является эффективным методом улучшения разрешения. В (маловероятном) отсутствии шума или вариаций теоретически идеальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) будет выдавать одно и то же значение многократно при постоянном напряжении. На странице анализа АЦП этот вопрос рассматривается более подробно.
Системы с двумя катушками
В современных металлодетекторах, использующих балансный метод индукции, используются две, часто частично перекрывающиеся поисковые катушки. Один используется для передачи, а другой для приема. Относительно небольшое перекрытие создаст участок с повышенной чувствительностью. Эти детекторы могут в некоторой степени различать металлы, сообщая о разнице фаз между переданным и принятым сигналом. Обычно это представляется пользователю в виде числового значения с различными диапазонами, дающими приблизительную идентификацию.
Таблица Garrett для их металлоискателя AT Pro показана ниже.
Металлоискатель Garrett AT Pro Таблица числового идентификатора цели.
CLUE Metal Detector
Некоторые начальные испытания метода непрерывной зарядки/разрядки с подходом RLD показали хорошие результаты, поэтому он был выбран для проекта.
CLUE имеет встроенный трехосевой магнитометр LIS3MDL. Это полезное дополнение для поиска магнитов и намагниченных предметов.
Обзор Микроконтроллеры и катушки индуктивности
Это руководство было впервые опубликовано 13 мая 2020 г. Оно было последним обновлено 13 мая 2020 г.
Эта страница (Дизайн) последний раз обновлялась 18 апреля 2020 г.
Текстовый редактор на базе tinymce.
Катушка– Изготовление металлоискателя для обнаружения частиц размером 3 мм
\$\начало группы\$
Я пытаюсь собрать металлоискатель для
обнаружить некоторые частицы нержавеющей стали, меди и железа размером примерно 2–3 мм, внедренные в круглый пищевой продукт.
Его диаметр около 2 см, а ширина около 1 см.
Я перепробовал много схем металлоискателя с разными катушками, но не могу достичь такой чувствительности.
Я поискал в Интернете и нашел технику под названием “технология сбалансированной катушки”, которая может обнаруживать очень маленькие частицы. Может ли кто-нибудь с опытом работы с этим типом схемы помочь мне?
- катушка
- детектор
- металл
- сбалансированный
\$\конечная группа\$
7
\$\начало группы\$
ThermoFisher описывает обнаружение сбалансированной катушки:
«Большинство металлодетекторов используют сбалансированную систему из трех катушек для обнаружения мелких частиц цветных металлов и нержавеющей стали. Катушки намотаны на неметаллическую раму, каждая параллельно другой. Центральная катушка подключена к высоковольтному частотный радиопередатчик.
