Wykrywacz metali ze zrównoważoną indukcyjnością od podstaw

[Tomasz Gumny]

Ekran ma też wpływ na poziom zestrojenia sondy.

Liczę się z tym, że po włożeniu sondy do ekranowanej obudowy wzrośnie poziom sygnału niezrównoważenia, ale liczę, że nie na tyle, że będzie konieczne ponowne równoważenie.

[Taktyk]

Witam,

Lepiej jednak wziąć pod uwagę możliwość końcowego strojenia na przykład za pomocą pętelki albo jeszcze lepiej układu elektronicznego.

Tą drugą możliwość można jeszcze wykorzystać w przypadku rozjechania się sondy pod wpływem czynników zewnętrznych – temperatura minusowa lub dodatnia/nasłonecznienie. To też można sprawdzić doświadczalnie – podatność sondy na zmienne warunki, wystarczy najpierw włożyć sondę do piekarnika a później do lodówki... Itd.

W każdym bądź razie trzeba mieć świadomość, że pod wpływem czynników zewnętrznych sygnał z sondy zmieni swoją amplitudę i fazę.

Taki „rozbalans” (słowo, które sobie wymyśliłem na potrzeby pisania o tym) sondy może spowodować, że detektor przestanie nam poprawnie pracować. Ma to szczególne znaczenie w przypadku zastosowania wzm. op (mogą być nawet rail-to-rail) o niższym napięciu zasilania – obecnie istnieje bowiem tendencja do obniżania napięcia zasilania w urządzeniach przenośnych do 4AA. I tak dalej.

Pozdrawiam
Taktyk

[Tomasz Gumny]

Z "elektronicznego" zerowania zrezygnowałem, bo powodowało znaczną rozbudowę układu. Sonda będzie równoważona tradycyjnie - przez połączenie padów pętlą:

petla1.gif (17.04KiB)Przejrzano 20345 razy

Przy zasilaniu cewki TX sygnałem 6Vpp (obecnie są 3Vpp) doświadczalną sondę udawało się zrównoważyć do poziomu 50µV (50mV po 1000-krotnym wzmocnieniu). Liczę, że na pcb wynik nie będzie gorszy, zatem do nasycenia wyjścia wzmacniacza, nawet zasilanego z 4V, jeszcze daleko.
Z kolei na wejście AD8302 wchodzi już tylko sygnał różnicowy (wzmocniony RX minus sygnał GB), więc przy dobrze dobranym zakresie amplitudy GB detektor nie powinien się przesterowywać (procesor może ustawiać amplitudę GB z 10-bitową rozdzielczością).

[Taktyk]

Witam,

Jaki prąd płynie w tej cewce?

Pozdrawiam

Taktyk

[Tomasz Gumny]

Dla sygnału nadawanego 6Vpp było około 0.12Ask (f=15.6kHz, L=175µH):
viewtopic.php?f=6&t=21505&start=133
Teraz cewki TX+BUCK będą zasilane słabszym sygnałem (3Vpp). Dodatkowo rezystancja obu cewek na pcb wzrośnie z 2.2Ω do około 10Ω, więc prąd skuteczny spadnie do około 80mA (f=7.8kHz, L=175µH).

[mibas]

Witam,
tak trochę nie na temat
Od pewnego czasu noszę się z zamiarem wykonania wykrywacza metali i po przejrzeniu dostępnej w internecie dokumentacji do wykrywacza ALL-1 stwierdziłem, że to musi się dać zrobić prościej Ponieważ z AD8302 korzystałem już wcześniej, pomyślałem więc o zmontowaniu najpierw ALL-a jako stanowiska badawczego i po wykonaniu dokładnej analizy jego działania uprościć go przy pomocy AD8302.
Po szybkim przejrzeniu internetu okazało się , że nie byłem pierwszy z tym pomysłem , tak więc od paru dni śledzę z zainteresowaniem ten wątek i widzę, że większość zaplanowanej przeze mnie pracy Panowie już zrobili. I zastanawiam się, czy tego nie da się jeszcze bardziej uprościć stosując AD5933 - mamy tam i DDS-a do generacji ładnej sinusoidy zasilającej cewkę nadawczą i układ cyfrowej analizy sygnału podający cyfrowo amplitudę i przesunięcie fazowe sygnału.
Pozdrawiam
Michał

[Tomasz Gumny]

Chciałbym osiągnąć użyteczny zasięg i jak najlepiej działającą identyfikację, ale raczej nie osiągniemy parametrów wykrywaczy analogowych, takich jak np. ALL.
Jestem bardzo ciekawy co dałoby się wycisnąć z AD5933 dlatego nie chciałbym Cię zniechęcać. Napiszę jakie widzę problemy w zaaplikowaniu go do wykrywacza a Ty sam zdecyduj czy warto próbować.
AD5933 jest kompletnym układem do pomiaru impedancji z własnym generatorem:

Na wyjściu dostajemy gotową zespoloną impedancję w dwóch 12-bitowych rejestrach.
Problem w tym, że nie widzę tu możliwości kompensowania sygnału gruntu, zatem musisz działać na sumie wektorów od gruntu i obiektu a to bardzo mocno podnosi wymagania na rozdzielczość detektorów.
Wracając do obrazka z tego postu:

i wiedząc już teraz, że sygnał od obiektu jest 100..300-krotnie słabszy od sygnału gruntu możemy oszacować zmianę fazy w najkorzystniejszym przypadku, gdy kierunek wektora sygnału od obiektu jest prostopadły do wektora sygnału od gruntu:
Ni / Gnd = 1/300 = tg( Δφ ) = Δφ = 0.0033rad = 0.2°
To jest około 1 / (2^11) kąta pełnego.
Z drugiej strony:
tg(φ) = Im(Z) / Re(Z)
zatem na sygnał użyteczny zostanie ledwie 1 bit i to chyba pod warunkiem utrzymywania rezystancji w okolicy maksimum.

Dodane: Chyba, żeby część sygnału z wyjścia generatora przepuścić przez przesuwnik fazowy, czyli stworzyć tor gruntu i po zsumowaniu z sygnałem odebranym przez RX podać na wejście detektora tak, jak to ma miejsce w wykrywaczach analogowych. Dla stałej częstotliwości realizacja tego byłaby dość prosta.

[mibas]

o tym właśnie myślałem.

[Tomasz Gumny]

Według mojej skromnej wiedzy, takie rozwiązanie mogłoby zadziałać. Mam cichą nadzieję, że praktyczny układ na AD5933 nie byłby lepszy i prostszy od mojego na AD8302, ale gdybyś coś takiego zrobił, to masz mój głos w "Strefie publikacji".

PS. Dzisiaj telefonowali do mnie z firmy robiącej płytki drukowane weryfikując szczegóły technologiczne, więc niedługo powinny być gotowe.

[Tomasz Gumny]

Dzisiaj dotarła płytka wykrywacza.
Na "drukowaną" sondę przyjdzie jeszcze poczekać około tygodnia.
Dostałem informację, że może trochę krócej.
Jednak trochę dłużej.

[Tomasz Gumny]

Powoli posuwamy się naprzód - dzisiaj dostałem "drukowaną" sondę i trochę elementów.

[Tomasz Gumny]

Zamontowałem elementy stabilizatora i okazało się, że konieczne jest wprowadzenie drobnej poprawki:

stab.jpg (16.95KiB)Przejrzano 19165 razy

[Tomasz Gumny]

Skompletowałem wszystkie potrzebne elementy, zmontowałem stabilizator i po sprawdzeniu jego działania resztę elementów:

Największe problemy miałem ze zdobyciem wyświetlacza LCD. Niby 2 wiersze po 16 znaków to nic nadzwyczajnego, ale wobec zasilania z 3.3V większość dostępnych modułów odpada. To dość dziwne, bo HD44780 wg karty katalogowej pracuje od 2.7V. Zapewne problemem jest odpowiednio wysokie napięcie dla matrycy LCD. Znalazłem coś odpowiedniego w firmie Artronic. Napisałem i przysłali. Jeszcze raz dziękuję! Te moduły mają wbudowaną przetwornicę 7660:

Teraz pora wyrzeźbić sondę...

[Tomasz Gumny]

Jest i sonda, na razie w stanie surowym:

[Łukasz Krysiewicz]

odnośnie wyświetlacza 3.3V to kiedyś miałem podobny problem
znalazłem na allegro,,, (jak chcesz to mogę podać namiary na sprzedawcę)
działa po dziś dzień, hehhe

[Tomasz Gumny]

Napisz, chyba że chodzi o użytkownika ARTRONICpl. Wprawdzie ja już mam LCD, ale może jeszcze komuś przyda się taka informacja.

[mibas]

Tak, tu chodzi o ujemne napięcie do kontrastu. Ja kiedyś po prostu dorabiałem z zewnątrz ujemne napięcie (najczęściej brałem "przy okazji" z MAX232 lub pochodnych) i podawałem na dolny koniec potencjometru od kontrastu

[Tomasz Gumny]

Wszyscy tak kiedyś robiliśmy, ale obecnie nie zawsze jest to konieczne:
viewtopic.php?f=64&t=21697&p=92867#p92867
W tym wyświetlaczu na 3.3V wystarczy włączenie potencjometru kontrastu między GND i VCC.
Później spróbuję odszyfrować w jakiej konfiguracji pracuje 7660 i gdzie jest podane napięcie wyjściowe.

[Tomasz Gumny]

Do podłączenia sondy poszukuję przewodu:
2 żyły z licy (giętkie);
osobny ekran na każdej żyle;
dodatkowy wspólny ekran (odizolowany od pozostałych);
płaszcz zewnętrzny o średnicy 4..6mm, najlepiej czarny;
Porozcinałem już większość posiadanych kabli USB, FireWire, S-Video i nic nie znalazłem.
Jakieś sugestie?

[Piotr Piechota]

Witaj

Kabel niestety bez wspólnego ekranu:

http://www.tme.eu/dok/33_przewody_i_kable/TAS-C200.pdf

Sam szukam kabla z czterema żyłami oddzielnie ekranowanymi (przynajmniej dwa oddzielne ekrany dla każdej pary) a w tme.pl muszę sobie kupić 100m .

Powodzenia