Простой Модуль Металлоискателя

Некоторое время назад я купил этот модуль бесконтактного металлоискателя в интернет-магазине, чтобы посмотреть, как он работает, и что мне нужно, чтобы построить его.
Дешевый модуль, который я получил из Китая, не имел инструкции по эксплуатации или принципиальной схемы, поэтому мне пришлось сделать длительный поиск Google, чтобы получить его основную схему. В этом кратком праймере вы будете иметь схему и все другие детали, которые вам нужно знать, если вы хотите сделать простой металлоискатель самостоятельно. Итак, давайте начнем!
 
Умная часть конструкции представляет собой единую прямоугольную катушку, выполненную путем травления одной непрерывной дорожки на печатной плате. Если вы очень внимательно посмотрите на печатную плату, вы можете увидеть, что прямоугольная катушка постукивается на одном витке, т. е. одна катушка с точным постукиванием на одном витке. Катушка начинает на верхней стороне двухсторонней платы с печатным монтажом и делает квадратные петли к центру, через в центре платы с печатным монтажом принимает катушку к другой стороне платы с печатным монтажом и такой же набор следов на нижней стороне. Очень мило!

Горстка обыкновенно имеющихся дискретных компонентов остает включая 3 двухполярных транзистора соединения, немного резисторов, и конденсаторы. Эхолот в модуле представляет собой стандартный активный пьезозуммер, а также есть небольшой тримпот для тонкой настройки схемы. Вот базовая схема модуля металлоискателя. Я позаимствовал его с веб-страницы продавца.
Далее приводится схема другого варианта модуля металлоискателя, который имеет круглую катушку, вытравленную на печатной плате. В этой почти идентичной конструкции вы также можете увидеть светодиод аннунциатора.
Это фотография второй версии (у меня еще нет одного под рукой):
Принцип работы модуля бесконтактного металлоискателя не очень сложен для понимания. Ниже приводится очень краткое объяснение, поэтому эту сессию лучше всего читать вместе с учебником. оба элемента вместе помогут вашему пониманию схем металлоискателя.
 
Как указывалось ранее, датчик-головка схемы представляет собой 50 витков (25t сверху + 25t снизу) ‘печатной’ катушки, выстукиваемой при первом повороте. Одиночная катушка обратной связи поворота (1T) (L1) направлена к основанию Q1 через C2, и основание Q1 смещено R1 пока конец катушки (50T) связанный проволокой сразу к сборнику Q1.
Настроенная цепь (катушка плюс конденсатор поперек нее), сформированная здесь, генерирует гладкий синусоидальный сигнал. Имейте в виду, что сигнал, производимый здесь, исходит из естественной способности катушки и конденсатора через нее, и вряд ли нуждается в каких-либо других компонентах. Но Q1 помогает настроенной цепи генерировать синусоидальный сигнал, поскольку Q1 подает необходимый импульс энергии в нужный момент в каждом цикле (он включается в начале каждого цикла и подает импульс энергии, а затем выключается).
 
Как эта установка продолжает работать? Это немного сложный процесс, который требует длительного объяснения, но прохождение вышеупомянутой ссылки на учебник упростит его, так что вы больше не находитесь в тумане.
 
Обратите внимание, что сигнал, выходящий из L1, выходит из фазы вместе с сигналом L2. Здесь L1 будет подавать сигнал, который увеличивает шум, производимый Q1, чтобы создать генератор, который имеет определенную амплитуду. Мы можем контролировать амплитуду trimpot VR1. Этот сигнал передается на Q2, где он получает подъем и предотвращает заряд C4 через R2, таким образом, отключает Q3, а пьезозвук SP1 не создает шума в состоянии простоя.
 
С другой стороны, если металлический объект помещен в непосредственной близости от катушки (датчик-головка), амплитуда магнитных волн от L2 несколько уменьшается вместе с амплитудой генератора. Это эффективно отключает Q2, но создает небольшое напряжение на базе и эмиттере Q3, чтобы слегка его поджечь. Пьезо-зонд после этого делает заметный тон потому что малое напряжение тока dc имеющееся через свои стержни.
Главным преимуществом данного типа схем металлодетекторов является простота конструкции как самого устройства, так и его поисковой головки (катушки), но одним из недостатков является его плохая чувствительность (очень короткий диапазон обнаружения). Это гениальная дизайнерская идея для изучения того, как работают простые металлодетекторы/локаторы. Это действительно все, что нужно сделать.
 
О, пока хватит разговоров о теории! Давайте продолжим тестирование китайского модуля металлоискателя за $ 5. Хорошо, приходящ к ключевым спецификациям модуля, модуль конструирован быть эксплуатированным любым низкоточным электропитанием 3V-5VDC, но порекомендована деятельность батареи 3V (1.5 V x 2 AA или AAA).
 
Согласно сопровоженному руководству пользователя, резервное потребление тока модуля под 3mA (на 3VDC) которое взбирается к вокруг 30mA когда в активном положении. Предполагаемое расстояние обнаружения модуля металлоискателя составляет 60 мм.
 
Эксперимент с батарейным блоком 3V показал мне смешной диапазон обнаружения, который находится чуть ниже 10 мм, при тестировании с монетой диаметром 20 мм в качестве объекта.
Повторные испытания показали, что испытываемый модуль металлоискателя полезен только для обнаружения крупных металлических объектов на очень коротком расстоянии. Также замечено, что модуль часто икнет, особенно в случае даже небольших колебаний уровня входного напряжения. Кроме того, trimpot нужно часто перенастраивать после каждого силового цикла – немного неудобная задача для выполнения!
 
Как было замечено, частота генератора схемы (в состоянии холостого хода) составляет около 300 кГц. Если вы закрепите зонд вашего осциллографа на коллекторном выводе Q1, вы можете увидеть отличную синусоидальную волну, создаваемую резонансным контуром.
 

Примечание сбоку: если вы являетесь счастливым обладателем профессионального металлоискателя/локатора, вы можете найти "частотный" диапазон в его руководстве по эксплуатации. Что означает частота при обнаружении металла? Видите ли, в металлодетекторе его частота-это количество электронных волн, посылаемых в землю для обнаружения металлических объектов. Например, частота 8 кГц означает, что ваш металлоискатель будет посылать и получать сигналы 8000 раз в секунду. Коммерческий диапазон частот металлоискателя от 3 до 100 кГц, как правило. Низкочастотный имеет более длинние длины волны и получает большую глубину по мере того как длинние волны прорезывают землю более легко. Частота коротковолнового диапазона имеет более короткие длины волны (меньше глубины) но более лучшая для обнаружения низких целей проводимости. Он заметил, что многие хобби металлоискатели предпочитают 6-8 кГц для лучшей глубины и чувствительности торговли прочь.
 
Кроме того, есть несколько проверенных методов, используемых для обнаружения металлов. Генератор частоты биения (BFO) является одним из самых простых и наиболее старых методов обнаружения металла. Во – вторых, метод индукционного баланса (IB) - еще один старый добрый подход, который все еще используется сегодня. Далее, импульсная индукционная (ПИ) детекция металлов работает по совершенно другому (и немного сложному) принципу, хотя она основана на том же принципе изменения индуктивности поисковой катушки, когда металл находится рядом с ней. Другими двумя популярными методами являются Off-Resonance (OR) и Transmit/Receive (T/R).
 

идти более далее

Теперь вам нужно знать, чтобы начать работу с do it yourself metal detector проектов. Это здорово иметь чрезвычайно дешевый и компактный модуль металлоискателя, готовый для забавных применений. - Смешно? Да, вы можете попробовать модуль, чтобы сделать сказочную модель научной ярмарки для ваших детей, все, что вам нужно, это аккумулятор и, конечно, немного хитрого ноу-хау.
 
Единственная проблема заключается в том, что модуль металлоискателя имеет на борту нечувствительную поисковую катушку. Если я чувствую вдохновение, я могу использовать свой паяльник, чтобы поднять дискретные компоненты с платы и включить в будущий, более эффективный дизайн, конечно, с улучшенной поисковой головкой (поисковой катушкой). Я сохраню этот проект для еще одной бессонной летней ночи!
 
Наконец, если вам понравилась эта короткая статья, а затем следите за обновлениями, чтобы найти расширение этой записи, которая также включает в себя немного продвинутый, микроконтроллерный проект металлоискателя.