אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל גלאי מתכות דופק. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / גלאי מתכות גלאי המתכות הדחף שהובא לידיעתכם הוא פיתוח משותף של המחבר והמהנדס מדונייצק (אוקראינה) יורי קולוקולוב (כתובת אינטרנט - home.skif.net/~yukol/index.htm), שהצליח לתרגם את הרעיון ל- מוצר מוגמר המבוסס על מיקרו-בקר עם שבב בודד שניתן לתכנות. הוא פיתח את התוכנה, וכן ביצע בדיקות בקנה מידה מלא ועבודת איתור באגים מקיפה. נכון לעכשיו, חברת "מאסטר קיט" במוסקבה מתכננת לייצר ערכות לחובבי רדיו להרכבה עצמית של גלאי המתכות המתואר. הערכה תכיל את המעגל המודפס ורכיבים אלקטרוניים, כולל הבקר שתוכנת כבר. אולי, עבור אוהבי רבים של ציד אוצרות ושרידים, רכישת ערכה כזו וההרכבה הפשוטה שלה לאחר מכן יתבררו כחלופה נוחה לרכישת מכשיר תעשייתי יקר או הכנת גלאי מתכות לגמרי לבד. למי שמרגיש בטוח בעצמו ומוכן לנסות לייצר ולתכנת גלאי מתכות פועם במיקרו-מעבד, בעמוד האישי של יורי קולוקולוב באינטרנט יש גרסת ניסיון של קושחת הבקר בפורמט Intel HEX ועוד מידע שימושי. גרסת קושחה זו שונה מהגרסה המלאה בהיעדר מצבי פעולה מסוימים של גלאי מתכות. עקרון הפעולה של גלאי מתכות דופק או זרם מערבולת מבוסס על עירור של זרמי מערבולת פועמים באובייקט מתכתי ומדידה של השדה האלקטרומגנטי המשני שזרמים אלו גורמים. במקרה זה, אות העירור מסופק לסליל המשדר של החיישן לא כל הזמן, אלא מעת לעת בצורה של פולסים. בעצמים מוליכים, מושרים זרמי מערבולת מעוכים, אשר מעוררים שדה אלקטרומגנטי מעוות. שדה זה, בתורו, גורם לזרם דעיכה בסליל הקליטה של החיישן. בהתאם לתכונות המוליכות ולגודל האובייקט, האות משנה את צורתו ומשך הזמן שלו. על איור. 24. מציג בצורה סכמטית את האות על סליל הקבלה של גלאי מתכות פועם.
לגלאי מתכות דופק יש יתרונות וחסרונות. היתרונות כוללים רגישות נמוכה לאדמה מינרלית ולמי מלח, החסרונות הם סלקטיביות ירודה לפי סוג מתכת וצריכת אנרגיה גבוהה יחסית. עיצוב מעשי רוב העיצובים המעשיים של גלאי מתכות מפעימים בנויים על מעגל שני סלילים, או על מעגל סליל יחיד עם מקור כוח נוסף. במקרה הראשון, למכשיר יש סלילי קליטה ופליטה נפרדים, מה שמקשה על עיצוב החיישן. במקרה השני, יש רק סליל אחד בחיישן, ומגבר משמש להגברת האות השימושי, המופעל על ידי מקור כוח נוסף. המשמעות של בנייה זו היא כדלקמן - לאות ההשראה העצמית יש פוטנציאל גבוה יותר מהפוטנציאל של מקור הכוח, המשמש לאספקת זרם לסליל המשדר. לכן, כדי להגביר אות כזה, למגבר חייב להיות מקור כוח משלו, שהפוטנציאל שלו חייב להיות גבוה מהמתח של האות המוגבר. זה גם מסבך את מעגל המכשיר. עיצוב סליל יחיד המוצע בנוי על פי התוכנית המקורית, אשר נטולת החסרונות לעיל. מאפיינים טכניים עיקריים
עומק זיהוי:
למרות הפשטות היחסית של העיצוב של גלאי המתכות הדופק המוצע, ייצורו בבית עשוי להיות קשה בשל הצורך להזין תוכנית מיוחדת לתוך המיקרו-בקר. זה יכול להיעשות רק אם יש לך את הכישורים המתאימות ואת התוכנה והחומרה לעבוד עם המיקרו-בקר. תכנית מבנית דיאגרמת הבלוק מוצגת באיור. 25 הבסיס של המכשיר הוא מיקרו-בקר. בעזרתו נוצרים מרווחי זמן לשליטה בכל הצמתים של המכשיר, כמו גם חיווי ושליטה כללית במכשיר. בעזרת מפתח רב עוצמה, אנרגיה פועמת בסליל החיישן, ולאחר מכן מופרעת הזרם, ולאחר מכן מתרחשת פולס אינדוקציה עצמית, המעורר שדה אלקטרומגנטי במטרה.
"הדגש" של הסכימה המוצעת הוא השימוש במגבר דיפרנציאלי בשלב הקלט. הוא משמש להגברת האות, שהמתח שלו גבוה ממתח האספקה, ולקשור אותו לפוטנציאל מסוים (+5 V). להגברה נוספת, נעשה שימוש במגבר קולט עם רווח גבוה. האינטגרטור הראשון משמש למדידת האות השימושי. במהלך אינטגרציה ישירה, האות השימושי מצטבר בצורה של מתח, ובמהלך אינטגרציה לאחור, התוצאה מומרת למשך דופק. לאינטגרטור השני יש קבוע אינטגרציה גדול (240 ms) והוא משמש לאיזון נתיב ההגברה ביחס לזרם ישר. תרשים מעגלים תרשים סכמטי של גלאי מתכות דופק מוצג באיור. 26 - מגבר דיפרנציאלי, מגבר קליטה, אינטגרטורים ומתג חזק.
על איור. 27 מציג את המיקרו-בקר ואת הפקדים והאינדיקציות. העיצוב המוצע פותח כולו על בסיס רכיבים מיובאים. נעשה שימוש ברכיבים הנפוצים ביותר מיצרנים מובילים. אתה יכול לנסות להחליף כמה אלמנטים באלה ביתיים, זה יידון להלן. רוב האלמנטים המשמשים אינם במחסור וניתן לרכוש אותם בערים גדולות ברוסיה ובחבר העמים באמצעות חברות המוכרות רכיבים אלקטרוניים.
מפתח חזק מורכב על טרנזיסטור אפקט שדה VT1. מכיוון שלטרנזיסטור אפקט השדה המיושם מסוג IRF740 יש קיבול שער של יותר מ-1000 pF, שלב מקדים בטרנזיסטור VT2 משמש לסגירתו מהירה. מהירות הפתיחה של מפתח חזק כבר לא כל כך קריטית בשל העובדה שהזרם בעומס האינדוקטיבי גדל בהדרגה. נגדים R1, R3 נועדו "לכבות" את האנרגיה של אינדוקציה עצמית. הדירוג שלהם נבחר מסיבות של פעולה בטוחה של הטרנזיסטור VT1, כמו גם הבטחת האופי הא-מחזורי של תהליך המעבר במעגל, הנוצר על ידי השראות החיישן וקיבול האינטרטורן הטפילי. דיודות מגן VD1, VD2 מגבילות את נפילות המתח בכניסה של המגבר ההפרש. המגבר הדיפרנציאלי מורכב על מגבר ההפעלה D1.1. שבב D1 הוא מגבר תפעולי מרובע מסוג TL074. המאפיינים הבולטים שלו הם מהירות גבוהה, צריכה נמוכה, רמת רעש נמוכה, עכבת כניסה גבוהה, כמו גם יכולת עבודה במתחי כניסה קרובים למתח האספקה. תכונות אלו קבעו את השימוש בו במגבר דיפרנציאלי בפרט ובמעגל כולו. הרווח של המגבר הדיפרנציאלי הוא בערך 7 והוא נקבע על ידי ערכי הנגדים R3, R6-R9, R11. המגבר המקבל D1.2 הוא מגבר שאינו מתהפך עם רווח של 56. במהלך פעולת החלק המתח הגבוה של פולס ההשראה העצמית, גורם זה מופחת ל-1 באמצעות המתג האנלוגי D2.1. זה מונע עומס יתר של נתיב ההגברה המבוא ומספק כניסה מהירה למצב להגברת אות חלש. טרנזיסטור VT3, כמו גם טרנזיסטור VT4, מתוכננים להתאים לרמות אותות הבקרה המסופקים מהמיקרו-בקר למתגים אנלוגיים. בעזרת האינטגרטור השני D1.3, נתיב הגברת הקלט מאוזן אוטומטית על ידי זרם ישר. קבוע האינטגרציה של 240 ms נבחר מספיק גדול כדי שהמשוב הזה לא ישפיע על ההגברה של האות השימושי המשתנה במהירות. עם אינטגרטור זה, הפלט של מגבר D1.2 נשמר על +5 V בהיעדר אות. האינטגרטור הראשון של המדידה נעשה ב-D1.4. בזמן שילוב האות השימושי, מפתח D2.2 נפתח ובהתאם, מפתח D2.4 נסגר. מהפך לוגי מיושם על מפתח D2.3. לאחר השלמת שילוב האות, מפתח D2.2 נסגר והמפתח D2.4 נפתח. קבל האחסון C6 מתחיל להיפרק דרך הנגד R21. זמן הפריקה יהיה פרופורציונלי למתח שנקבע על הקבל C6 עד סוף האינטגרציה של האות השימושי. זמן זה נמדד על ידי מיקרו-בקר המבצע המרה אנלוגית לדיגיטלית. כדי למדוד את זמן הפריקה של הקבל C6, נעשה שימוש במשוואה אנלוגית ובטיימרים, המובנים במיקרו-בקר D3. בעזרת נוריות VD3...VD8 נעשית חיווי אור. כפתור S1 מיועד לאיפוס ראשוני של המיקרו-בקר. מתגים S2 ו-S3 קובעים את מצבי הפעולה של המכשיר. באמצעות נגד משתנה R29, מותאמת רגישות גלאי המתכות. אלגוריתם מתפקד כדי להבהיר את עקרון הפעולה של גלאי המתכות הדופק המתואר באיור. 28 מציג צורות גל של אותות בנקודות החשובות ביותר של המכשיר.
בזמן מרווח A, מפתח VT1 נפתח. זרם שן מסור מתחיל לזרום דרך סליל החיישן - צורת גל 2. כאשר הזרם מגיע לכ-2 A, המפתח נסגר. בניקוז של הטרנזיסטור VT1, מתרחשת נחשולי מתח בהשראת עצמית - צורת גל 1. גודל הנחשול הזה הוא יותר מ-300 V (!) והוא מוגבל על ידי נגדים R1, R3. כדי למנוע עומס יתר של נתיב ההגברה, נעשה שימוש בדיודות מגבילות VD1, VD2. כמו כן למטרה זו, עבור הזמן של מרווח A (צבירת אנרגיה בסליל) ומרווח B (פליטה של אינדוקציה עצמית), מפתח D2.1 נפתח. זה מפחית את ההגבר מקצה לקצה של הנתיב מ-400 ל-7. אוסצילוגרמה 3 מציגה את האות במוצא של נתיב ההגברה (פין 8 D1.2). החל ממרווח C, המפתח D2.1 נסגר והרווח של הנתיב הופך גדול. לאחר השלמת מרווח השמירה C, שבמהלכו מסלול ההגברה נכנס למצב, מפתח D2.2 נפתח ומפתח D2.4 נסגר - מתחיל שילוב האות השימושי - מרווח D. לאחר מרווח זה, מפתח D2.2 .2.4 נסגר, והמפתח D6 נפתח - שילוב "הפוך" מתחיל. במהלך זמן זה (מרווחים E ו-F), הקבל C1.0 פרוק לחלוטין. באמצעות המשווה האנלוגי המובנה, המיקרו-בקר מודד את הערך של המרווח E, שמתגלה כפרופורציונלי לרמת האות השימושי בכניסה. עבור גירסת קושחה XNUMX, ערכי המרווחים הבאים מוגדרים:
המיקרו-בקר מעבד את הנתונים הדיגיטליים שהתקבלו ומציין את מידת ההשפעה של המטרה על החיישן באמצעות נוריות VD3-VD8 ופולט הקול Y1. חיווי ה-LED הוא אנלוגי של מחוון מצביע - בהיעדר מטרה, נורית ה-VD8 נדלקת, ואז, בהתאם לרמת החשיפה, VD7, VD6 וכו' נדלקים ברצף. סוגי חלקים ועיצוב במקום המגבר התפעולי D1 TL074N, ניתן לנסות להשתמש ב-TL084N או בשני מגברי הפעלה כפולים מסוגים TL072N, TL082N. שבב D2 הוא מפתח אנלוגי מרובע מסוג CD4066, אותו ניתן להחליף בשבב K561KTZ ביתי. למיקרו-בקר D4 AT90S2313-10PI אין אנלוגים ישירים. המעגל אינו מספק מעגלים לתכנות במעגל שלו, ולכן רצוי להתקין את הבקר על שקע כדי שניתן יהיה לתכנת אותו מחדש. את מייצב 78L05 ניתן, במקרים קיצוניים, להחליף ב-KR142EN5A. טרנזיסטור VT1 מסוג IRF740 יכול להיות מוחלף על ידי IRF840. טרנזיסטורים VT2-VT4 מסוג 2N5551 ניתנים להחלפה ב-KT503 עם כל אינדקס אותיות. עם זאת, כדאי לשים לב לעובדה שיש להם פינאאוט שונה. נוריות יכול להיות מכל סוג, רצוי VD8 לקבל צבע זוהר שונה. דיודות VD1, VD2 מסוג 1N4148. נגדים יכולים להיות מכל סוג, R1 ו-R3 חייבים להיות בעלי פיזור הספק של 0,5 W, השאר יכול להיות 0,125 או 0,25 W. רצוי לבחור R9 ו-R11 כך שההתנגדות שלהם תהיה שונה בלא יותר מ-5%. רצוי להשתמש בנגד מכוון R7 multi-turn. קבל C1 הוא אלקטרוליטי, עבור מתח של 16 V, שאר הקבלים הם קרמיים. קבל C6 רצוי לקחת עם TKE טוב. כפתור S1, מתגים S2-S4, נגד משתנה R29 יכול להיות מכל סוג שמתאים בגודלו. כמקור קול, אתה יכול להשתמש בפולט piezo או באוזניות מהנגן. העיצוב של גוף המכשיר יכול להיות שרירותי. המוט ליד החיישן (עד 1 מ') והחיישן עצמו לא צריכים להיות חלקי מתכת ומהדקים. נוח להשתמש בחכה טלסקופית מפלסטיק כחומר מוצא לייצור חכה. החיישן מכיל 27 סיבובים של חוט בקוטר של 0,6 ... 0,8 מ"מ, מלופף על ציר 190 מ"מ. לחיישן אין מסך והידוק שלו למוט צריך להתבצע ללא שימוש בברגים מסיביים, ברגים וכו'. (!) אחרת, טכנולוגיית הייצור שלו יכולה להיות זהה לגלאי מתכות אינדוקציה. לא ניתן להשתמש בכבל מסוכך לחיבור החיישן והיחידה האלקטרונית בשל הקיבול הגבוה שלו. למטרות אלה, יש צורך להשתמש בשני חוטים מבודדים, למשל, מסוג MGSHV, מעוותים יחד. הגדרת המכשיר תשומת הלב! למכשיר יש מתח גבוה שעלול לסכן חיים - על הקולט VT1 ועל החיישן. לכן, בעת ההקמה וההפעלה, יש להקפיד על אמצעי בטיחות חשמליים. מומלץ להגדיר את המכשיר ברצף הבא: 1. ודא שההתקנה נכונה. 2. הפעל חשמל וודא שהזרם הנצרך אינו עולה על 100 (mA). 3. באמצעות הנגד R7, השג איזון כזה של נתיב ההגברה כך שצורת הגל בפין 7 D1.4 תואמת לצורת גל 4 באיור. 28. במקרה זה, יש צורך לוודא כי האות בסוף המרווח D אינו משתנה, כלומר. צורת הגל במיקום זה צריכה להיות אופקית. מכשיר מורכב כהלכה אינו זקוק להגדרה נוספת. יש צורך להביא את החיישן לחפץ מתכת ולוודא שרכיבי החיווי פועלים. תיאור פעולת הפקדים ניתן בתיאור התוכנה. תוכנה בזמן כתיבת שורות אלה פותחו ונבדקו גרסאות תוכנה 1.0 ו-1.1. את קוד ה"קושחה" של גרסה 1.0 בפורמט Intel HEX ניתן למצוא באינטרנט בעמוד האישי של יורי קולוקולוב, home.skif.net/~yukol/index.htm. גרסה מסחרית 1.1 של התוכנה מתוכננת למסירה בצורה של מיקרו-בקרים מתוכנתים כבר כחלק מערכות המיוצרות על ידי Master Kit. גרסה 1.0 מיישמת את התכונות הבאות:
גרסה 1.1 של תוכנה שונה בכך שהיא מאפשרת לך להתאים את רגישות המכשיר באמצעות נגד משתנה R29. העבודה על גרסאות חדשות של התוכנה נמשכת, מתוכנן להציג מצבים נוספים. כדי לשלוט במצבים החדשים, מתגים S1, S2 שמורים. גרסאות חדשות, לאחר בדיקות מקיפות שלהן, יהיו זמינות בערכות "מאסטר קיט". מידע על גרסאות חדשות יתפרסם באינטרנט בעמוד האישי של יורי קולוקולוב, home.skif.net/~yukol/index.htm. מחבר: Shchedrin A.I. ראה מאמרים אחרים סעיף גלאי מתכות. תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה. חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה: רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים
06.05.2024 רמקול אלחוטי Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 דרך חדשה לשלוט ולתפעל אותות אופטיים
05.05.2024
עוד חדשות מעניינות: ▪ ממיר DC-DC SPB05 5W בחבילת SIP ▪ יש להחליף את ספוג המטבח מדי שבוע ▪ הטכנולוגיה של יצירת מקשים פיזיים על צגי מגע ▪ גן רזון עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה
חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית: ▪ חלק מהאתר חשמלאי בבית. בחירת מאמרים ▪ מאמר דגמי מטוסים פנימיים. טיפים לדוגמן ▪ מאמר האם כלבי ים יכולים לחיות מתחת למים? תשובה מפורטת ▪ מאמר תיעוד על הגנת העבודה במקום העבודה ▪ מאמר תאורת אימפולס של השעון המעורר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל ▪ מקלט מאמר ללא משרנים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל הערות על המאמר: דמיטרי שלום! ולמה נבחר הבקר AT90S2313-10PI. האם הוא (גלאי מתכות) מבחין בין מתכות ברזליות למתכות לא ברזליות? יש לי רצון ליצור גלאי מתכות בבקר STM32F030F4P6 (יש לנו 50 r / pc). או על עמית יותר מרובה רגליים, אם אין מספיק רגליים... אני לומד את עקרונות הפעולה... לפי הבנתי, המשימה של הבקר היא כדלקמן: 1) הפעל מתח על הסליל (פלט) T0) 2) אפשר את הגנת המגבר מפני דחף הפוך (T1) 3) השבת סליל והמתן לשיכוך דופק ההשראה העצמית 4) כבה את הגנת המגבר (פין T1) והפעל את עיבוד האות השימושי ( פין T2) 5) הפעל את הטיימר 6) בהפרעה מהדק המחובר לפין T3, קח את הקריאות מהטיימר 7) השווה את הערך עם הפניה ותן אינדיקציה מתאימה. תודה על המאמר המועיל. בנאי בהשכלתו, אני מבקש ממך לא לבעוט בי על אי דיוקים. זה יהיה הפרויקט השני באמצעות בקרים והרביעי או החמישי בסך הכל מהאלקטרוניקה. כל השפות של דף זה בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר www.diagram.com.ua |