Pengesan logam berdasarkan prinsip meter frekuensi elektronik. Skim, penerangan

Perpustakaan teknikal percuma

ENSIKLOPEDIA ELEKTRONIK RADIO DAN KEJURUTERAAN ELEKTRIK
Perpustakaan percuma / Skim peranti radio-elektronik dan elektrik

Pengesan logam berdasarkan prinsip meter frekuensi elektronik. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Perpustakaan teknikal percuma

Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik / pengesan logam

Komen artikel

Ini adalah perkembangan bersama pengarang dan jurutera dari Donetsk (Ukraine) Yuri Kolokolov (alamat halaman peribadinya di Internet ialah home.skif.net/-yukol/index.htm), melalui usahanya untuk menterjemah idea menjadi produk siap berdasarkan mikropengawal cip tunggal yang boleh diprogramkan. Dia membangunkan reka bentuk dan perisian, dan juga menjalankan ujian berskala penuh.

Walaupun kesederhanaan reka bentuk pengesan logam yang dicadangkan berdasarkan prinsip meter frekuensi, pembuatannya di rumah boleh menjadi sukar kerana keperluan untuk memasukkan program khas ke dalam mikropengawal. Ini hanya boleh dilakukan jika anda mempunyai pengalaman dan perkakasan serta perisian yang sesuai untuk bekerja dengan mikropengawal.

Pada masa ini, syarikat Moscow "Master Kit" telah menguasai pengeluaran kit untuk radio amatur untuk pemasangan sendiri pengesan logam yang dijelaskan. Kit ini mengandungi papan litar bercetak dan komponen elektronik, termasuk pengawal pra-diprogramkan. Mungkin, bagi ramai pencinta mencari khazanah dan peninggalan, membeli kit NM8041 (bernombor mengikut katalog syarikat Master Kit) dan pemasangan mudah seterusnya akan menjadi alternatif yang mudah untuk membeli peranti perindustrian yang mahal atau membuat pengesan logam sepenuhnya sendiri.

Bagi mereka yang berasa yakin dan bersedia untuk mencuba membuat dan memprogram pengesan logam mikropemproses, halaman peribadi Yuri Kolokolov di Internet mengandungi kod untuk versi penilaian perisian tegar pengawal dalam format Intel Hex dan maklumat berguna lain. Versi perisian tegar ini berbeza daripada versi penuh, yang direkodkan dalam mikropengawal NM8041, jika tiada mod dinamik dan beberapa ciri lain.

Prinsip operasi pengesan logam yang dimaksudkan adalah berdasarkan mengukur frekuensi penjana menggunakan meter frekuensi elektronik, litarnya termasuk sensor - gegelung induktansi. Dalam kes ini, maklumat berguna tidak dibawa oleh nilai frekuensi itu sendiri, tetapi oleh kenaikannya, yang berlaku apabila sensor menghampiri sasaran, dan tanda kenaikan ini.

Pengesan logam mempunyai julat pengesanan yang kira-kira satu setengah kali lebih besar daripada prototaip pukulan. Pada masa yang sama, ia mempunyai selektiviti untuk logam. Penggunaan arus yang rendah dan pelbagai kemungkinan voltan bekalan membolehkan pelbagai pilihan untuk menyambungkan bateri atau bateri. Peranti secara automatik melaraskan kepada frekuensi awal penjana pengukur. Dalam kes ini, secara teorinya, nilai frekuensi boleh berada dalam julat dari kira-kira 100 Hz hingga 200 kHz, yang juga menyediakan peluang besar untuk memilih reka bentuk sensor. Dari segi bilangan bahagian, pengesan logam yang dicadangkan tidak lebih rumit daripada pengesan logam pemukulan. Ini dicapai terima kasih kepada pelaksanaan perisian kebanyakan fungsi dalam mikropengawal cip tunggal.

Spesifikasi Utama

Skim struktur

Gambar rajah blok pengesan logam, dibuat berdasarkan prinsip meter frekuensi elektronik, ditunjukkan dalam Rajah. 12.

nasi. 12. Gambar rajah struktur pengesan logam berdasarkan prinsip meter frekuensi

Sebenarnya, pengesan logam yang dimaksudkan hanya terdiri daripada penjana pengukur dan meter frekuensi elektronik. Rajah struktur adalah, sebaliknya, ilustrasi algoritma operasinya.

Dan algoritma pengesan logam itu sendiri adalah seperti berikut. Pertama, meter frekuensi elektronik mengukur kekerapan pengayun pengukur apabila penderia berada jauh dari objek logam dan feromagnet. Nilai ini disimpan dalam daftar storan. Kemudian, dalam masa nyata, meter frekuensi mengukur kekerapan pengayun pengukur. Nilai kekerapan rujukan ditolak daripada nilai yang diperoleh dan hasilnya dihantar ke peranti penunjuk.

Gambarajah skematik

Gambarajah skematik pengesan logam ditunjukkan dalam rajah. 13.

nasi. 13. Gambarajah skematik pengesan logam berdasarkan prinsip meter frekuensi elektronik

Penjana pengukur dibina pada pemasa bersepadu A1 jenis NE555 (analog domestik - K1006VI1). Cip ini digunakan dengan cara yang agak luar biasa - sebagai pengayun LC. Litar berayun penjana terdiri daripada kapasitor C1*, C2* dan induktor sensor L. Kekerapan resonan ditentukan seperti untuk litar berayun konvensional, manakala kemuatan litar ialah kemuatan bagi kapasitor bersambung siri C1* dan C2. *. Apabila menggunakan sensor biasa dengan diameter 180... 190 mm, mengandungi 100 lilitan wayar dan kapasitor C1* = 0,047 μF dan C2* = 0,01 μF, frekuensi penjanaan adalah kira-kira 20 kHz. Jika perlu, kekerapan penjana boleh diubah dengan menukar kapasitansi kapasitor C1* dan C2*. Dalam kes ini, adalah wajar bekas ini berada dalam nisbah lebih kurang (4...6):1.

Pengawal mikro A2 bertanggungjawab untuk semua fungsi lain untuk memproses isyarat penjana pengukur sehingga paparan. Litar ini menggunakan mikropengawal AT90S2313-10PI yang dikeluarkan oleh ATMEL. Ini ialah mikropengawal cip tunggal RISC 8-bit kos efektif. Ia mempunyai prestasi 10 MIPS pada 10 MHz. Mengandungi: 2 kilobait memori kilat, 128 bait EEPROM, 15 talian I/O, 32 daftar berfungsi, dua pemasa/kaunter, pemasa pengawas, pembanding analog, port bersiri universal. Untuk menyelesaikan masalah tersebut, mikropengawal yang dipilih mempunyai ciri teknikal yang cukup tinggi pada harga yang agak rendah.

Kedua-dua elemen kawalan dan paparan disambungkan terus ke cip mikropengawal. Perintang boleh ubah R6 mengawal sensitiviti peranti. LED VD1-VD3 menunjukkan tahap sisihan frekuensi penjana pengukur dalam kes dominasi kesan feromagnetik. LED VD5...VD7 - dalam kes penguasaan kesan kekonduksian. LED VD4 menunjukkan anjakan frekuensi sifar. Alat dengar atau pemancar piezo Y bertujuan untuk petunjuk yang boleh didengar bagi sisihan frekuensi isyarat penjana pengukur. Menggunakan suis S1, mod pengendalian peranti ditetapkan - statik atau dinamik. Dalam mod statik, isyarat, yang merupakan kod digital bagi perbezaan frekuensi, dilogaritkan dan segera dihantar ke paparan. Setiap tahap petunjuk cahaya disertakan dengan nada petunjuk bunyinya sendiri.

Mod dinamik direka bentuk untuk mencari sasaran dengan latar belakang gangguan dari tanah, mineral, dsb. Dalam mod dinamik, isyarat tertakluk kepada penapisan digital, yang membezakan isyarat berguna daripada latar belakang isyarat yang mengganggu. Peranti ini menggunakan penapisan sepadan yang optimum. Secara ringkas, intipatinya ialah untuk sebarang isyarat terdapat penapis optimum yang membolehkan anda mendapat tindak balas maksimum pada outputnya. Penapis digital sedemikian dilaksanakan untuk isyarat detuning frekuensi yang berlaku apabila gegelung carian bergerak ke atas sasaran kecil pada kelajuan 0,5... 1 m/s. Penapis dilaksanakan dalam perisian dalam mikropengawal.

Penyambung X1 digunakan untuk menyambung komputer pada peringkat memuatkan atur cara ke dalam mikropengawal.

Jenis bahagian dan reka bentuk

Reka bentuk mengandungi bilangan bahagian minimum. Pada masa yang sama, tiada keperluan khas dikemukakan kepada mereka.

Cip pemasa A1 (NE555) boleh digantikan dengan KR1006VI1. Adalah dinasihatkan untuk memilih LED dengan kecerahan yang meningkat. Penstabil A3 (LP2950) boleh digunakan seperti 1184EN1 atau, yang lebih teruk, 78L05. Dalam kes kedua, voltan bateri minimum yang dibenarkan ialah 6,7 V.

Mikropengawal A2 dipateri terus ke papan litar bercetak (memandangkan program dimasukkan melalui penyambung, tidak perlu mengeluarkannya dari papan walaupun ia ditukar), tetapi jika dikehendaki, mikropengawal juga boleh dipasang di soket. Cip AT90S2313-10PI boleh digantikan dengan AT90S2313-10PC, bagaimanapun, dalam kes ini, pengilang tidak menjamin operasi pada suhu di bawah 0 °C (yang mungkin berlaku dalam keadaan medan).

Perintang boleh digunakan dalam pelbagai jenis, dengan pelesapan kuasa 0,063...0,25 W. Kapasitor C1* dan C2* - dinasihatkan menggunakan kapasitor yang stabil secara haba, terutamanya C2*. Kapasitor elektrolitik C4 - sebarang jenis. Baki kapasitor adalah seramik, jenis K10-17. Resonator kuarza jenis RG-05, RK169, atau yang lain bersaiz kecil. Sensor adalah gegelung terlindung. Reka bentuk boleh diambil dari buku ini.

Perisian

Kebanyakan fungsi peranti diberikan kepada program yang dilaksanakan oleh mikropengawal dan direkodkan (diprogramkan) dalam ingatan tidak meruapnya. Pada masa menulis bahan ini, algoritma pengendalian peranti berikut telah dilaksanakan.

1. Selepas program bermula, dengan menekan butang SO, mikropengawal secara kasar mengukur kekerapan penjana pengukur untuk selang masa tetap (kira-kira beberapa puluh milisaat).

2. Satu pemasa dalaman mikropengawal kemudiannya dilaraskan supaya membahagikan frekuensi input menghasilkan selang Ti yang diukur lebih kecil sedikit daripada selang tetap yang dinyatakan di atas.

3. Seterusnya, pengukuran kawalan bagi selang Ti yang diukur dijalankan menggunakan pemasa kedua, di mana denyut pengiraan dibekalkan dengan frekuensi jam beberapa megahertz.

4. Nilai terukur selang masa Ti diingati dan seterusnya digunakan sebagai rujukan Te.

5. Pengukuran selang Ti diulang dalam kitaran.

6. Selang Ti dan Te dibandingkan dengan menolak satu daripada yang lain.

7. Hasil yang diperolehi diproses untuk persepsi yang mudah menggunakan petunjuk cahaya dan bunyi.

Perisian untuk peranti ini telah dicipta dan dinyahpepijat selama lebih daripada dua tahun dan terus dipertingkatkan secara berterusan, begitu juga dengan papan litar bercetak. Ada kemungkinan bahawa pada masa anda membaca teks ini, reka bentuk dan perisian yang dicadangkan telah pun mengalami perubahan yang ketara. Untuk mendapatkan maklumat terkini, kami mengesyorkan anda melawati halaman peribadi Yuri Kolokolov di Internet, home.skif.net/-yukol/index.htm, yang mengandungi maklumat tentang fungsi baharu.

Bekerja dengan peranti

Apabila suis S1 ditutup, peranti masuk ke mod statik. Dalam mod ini, apabila gegelung menghampiri sasaran feromagnetik, LED VD3, VD2, VD1 mula menyala secara berurutan. Jika gegelung didekatkan kepada objek logam bukan feromagnetik, LED VD5, VD6, VD7 akan menyala.

Malangnya, peranti bertindak balas dengan cara yang sama untuk menyeterika objek dengan luas permukaan yang besar (contohnya, tin tin). Ini disebabkan oleh fakta bahawa apabila gegelung carian terdedah kepada objek feromagnetik logam, dua kesan berlaku serentak - kesan kekonduksian dan kesan feromagnetik. Pada nisbah tertentu kawasan permukaan objek kepada isipadunya, kesan kekonduksian mula mendominasi.

Peranti bertukar kepada mod dinamik apabila suis S1 dibuka. Dalam mod ini, pengesan logam mempunyai sensitiviti tertinggi yang mungkin, tetapi bertindak balas kepada objek hanya apabila sensor bergerak - gegelung harus bergerak di atas tanah pada kelajuan kira-kira 0,5...1 m/s. Lokasi objek dalam mod dinamik ditentukan menggunakan kaedah "garpu artileri" dengan melepasi gegelung ke atas objek dua kali - dari kiri ke kanan dan dari kanan ke kiri. Dalam mod ini, adalah penting untuk merasakan kelajuan paling rendah di mana anda boleh menggerakkan kekili. Ini mudah dikuasai dengan sedikit latihan. Paparan dalam mod dinamik kelihatan sedikit berbeza. Apabila gegelung bergerak di atas objek feromagnetik, LED dari "skala" VD5, VD6, VD7 mula-mula menyala, dan kemudian dari "skala" VD3, VD2, VD1. Apabila menggerakkan gegelung ke atas objek bukan feromagnetik, petunjuk berfungsi secara terbalik.

Seperti yang dinyatakan di atas, setiap LED mempunyai nada petunjuk bunyinya sendiri. Selepas tempoh yang singkat bekerja dengan pengesan logam, ciri "lagu" pelbagai jenis sasaran diingati. Ini membolehkan anda menggunakan petunjuk bunyi terutamanya semasa mencari, yang agak mudah.

Sebelum memulakan kerja dalam kedua-dua mod, perlu menetapkan sensitiviti optimum peranti menggunakan perintang pembolehubah R6. Ia ditetapkan pada kedudukan di mana peranti mula memaparkan respons palsu. Kemudian, perlahan-lahan memutar pemutar perintang ini, adalah perlu untuk memastikan bahawa penggera palsu hilang.

Pengarang: Shchedrin A.I.

Lihat artikel lain bahagian pengesan logam.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Mesin untuk menipis bunga di taman 02.05.2024

Dalam pertanian moden, kemajuan teknologi sedang dibangunkan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan proses penjagaan tumbuhan. Mesin penipisan bunga Florix yang inovatif telah dipersembahkan di Itali, direka untuk mengoptimumkan peringkat penuaian. Alat ini dilengkapi dengan lengan mudah alih, membolehkan ia mudah disesuaikan dengan keperluan taman. Operator boleh melaraskan kelajuan wayar nipis dengan mengawalnya dari teksi traktor menggunakan kayu bedik. Pendekatan ini dengan ketara meningkatkan kecekapan proses penipisan bunga, memberikan kemungkinan penyesuaian individu kepada keadaan khusus taman, serta jenis dan jenis buah yang ditanam di dalamnya. Selepas menguji mesin Florix selama dua tahun pada pelbagai jenis buah, hasilnya amat memberangsangkan. Petani seperti Filiberto Montanari, yang telah menggunakan mesin Florix selama beberapa tahun, telah melaporkan pengurangan ketara dalam masa dan tenaga kerja yang diperlukan untuk menipis bunga. ...>>

Mikroskop Inframerah Lanjutan 02.05.2024

Mikroskop memainkan peranan penting dalam penyelidikan saintifik, membolehkan saintis menyelidiki struktur dan proses yang tidak dapat dilihat oleh mata. Walau bagaimanapun, pelbagai kaedah mikroskop mempunyai hadnya, dan antaranya adalah had resolusi apabila menggunakan julat inframerah. Tetapi pencapaian terkini penyelidik Jepun dari Universiti Tokyo membuka prospek baharu untuk mengkaji dunia mikro. Para saintis dari Universiti Tokyo telah melancarkan mikroskop baharu yang akan merevolusikan keupayaan mikroskop inframerah. Alat canggih ini membolehkan anda melihat struktur dalaman bakteria hidup dengan kejelasan yang menakjubkan pada skala nanometer. Biasanya, mikroskop inframerah pertengahan dihadkan oleh resolusi rendah, tetapi perkembangan terkini daripada penyelidik Jepun mengatasi batasan ini. Menurut saintis, mikroskop yang dibangunkan membolehkan mencipta imej dengan resolusi sehingga 120 nanometer, iaitu 30 kali lebih tinggi daripada resolusi mikroskop tradisional. ...>>

Perangkap udara untuk serangga 01.05.2024

Pertanian adalah salah satu sektor utama ekonomi, dan kawalan perosak adalah sebahagian daripada proses ini. Satu pasukan saintis dari Majlis Penyelidikan Pertanian India-Institut Penyelidikan Kentang Pusat (ICAR-CPRI), Shimla, telah menghasilkan penyelesaian inovatif untuk masalah ini - perangkap udara serangga berkuasa angin. Peranti ini menangani kelemahan kaedah kawalan perosak tradisional dengan menyediakan data populasi serangga masa nyata. Perangkap dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga angin, menjadikannya penyelesaian mesra alam yang tidak memerlukan kuasa. Reka bentuknya yang unik membolehkan pemantauan kedua-dua serangga berbahaya dan bermanfaat, memberikan gambaran keseluruhan populasi di mana-mana kawasan pertanian. "Dengan menilai perosak sasaran pada masa yang tepat, kami boleh mengambil langkah yang perlu untuk mengawal kedua-dua perosak dan penyakit," kata Kapil ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Tatu membuat anda berpeluh 07.10.2020

Mesin tatu menembusi kulit pada kelajuan 80-150 kali sesaat, menggunakan jarum khas untuk menyuntik pigmen ke dalam dermis kulit. Agak pelik jika kelenjar peluh yang duduk di dermis tidak merasakan ini.

Peluh sebelum ini telah terbukti mengandungi lebih banyak natrium selepas tatu. Iaitu, kerja kelenjar peluh selepas tatu adalah berbeza daripada kerja kelenjar peluh pada kulit biasa. Satu lagi ciri kulit "tersumbat" telah didedahkan oleh pekerja Universiti Methodist Selatan dan pusat saintifik lain. Mereka membuat percubaan dengan beberapa sukarelawan yang mempunyai tatu di lengan atau bahu mereka. Orang itu memakai sut khas yang mengekalkan suhu pada 48 ° C, dan kekal dalam sut sedemikian selama setengah jam atau lebih sedikit. Para penyelidik mengukur suhu badan umum dan suhu kulit kawasan bertatu dan tidak bertatu, serta jumlah peluh yang dikeluarkan pada mereka.

Ternyata kulit bertatu dan tidak bertatu mula berpeluh pada suhu yang sama. Ini bermakna isyarat saraf yang mengawal kelenjar peluh berfungsi secara normal selepas tatu. Tetapi jumlah peluh dari kulit bertatu adalah kurang - nampaknya kerana kelenjar peluh telah rosak.

Kami berpeluh atas sebab tertentu, tetapi untuk menyejukkan badan - terlalu panas adalah berbahaya untuk pelbagai proses biokimia dan fisiologi. Sekiranya tatu itu kecil, kemungkinan besar tidak akan ada masalah besar. Tetapi jika tatu itu meliputi kawasan kulit yang luas, maka persoalan timbul, adakah termoregulasi mengalami tatu yang luas? Mungkin peminat tatu besar entah bagaimana harus menjaga diri mereka dengan lebih berhati-hati pada hari-hari yang sangat panas, atau sesuatu seperti itu? Walaupun cadangan klinikal khusus boleh dibuat di sini selepas penyelidik mengkaji secara eksperimen fisiologi pencinta "lengan" dan tatu bersaiz besar yang lain.

Berita menarik lain:

▪ Kecekapan turbin angin meningkat

▪ iiyama ProLite XU2490HS-B1 dan XU2590HS-B1 Monitor

▪ Komputer Clarion untuk kereta

▪ Pneumothorax di disko

▪ Media storan baharu - kepadatan tinggi dan kos rendah

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian laman web Juruelektrik. PUE. Pemilihan artikel

▪ artikel Awak berat, topi Monomakh! Ungkapan popular

▪ artikel Apa itu buruj? Jawapan terperinci

▪ artikel Bekerja dengan sekolah berasrama penuh psiko-neurologi yang disediakan. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Cara kawalan visual. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Cara membezakan bes daripada asid. Pengalaman kimia

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Komen pada artikel:

tetamu
Gambar rajah kelihatan menarik. Saya ingin mengumpul, menguji ... Tetapi mengapa tidak ada firmware - itulah persoalannya

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web