Импульсный металлодетектор на Arduino

Одна из новых находок в саду с FoxyPI (до и после электролитической очистки):

Металл с магнитными свойствами, форма близка к шестиугольнику с длиной стороны около 8 мм, грани неровные, в середине - несимметричное отверстие.
Старинная "железная" пуговица?

 

Здравствуйте. Давно хотел собрать МД, да все руки не доходили. Наткнулся на ПИРАТа, стал штудировать, и тут вышел на эту тему. Заинтересовался )
Многое конечно пока не понятно, т.к. в Ардуино я полный ноль... Платки Нано пришли, буду пробовать данный проект )

 

Гайка. Пуговиц сроду железных не делали. Не отстираешь бельё от ржавчины.

 

Разбираюсь с силовой частью на полевике...
А почему используются высоковольтные MOSFET-ы? Вроде как по осциллограмме напряжение на поисковой катушке 40 вольт...
Допустимо ли использовать, например IRL3705? Напряжение сток-исток 55 Вольт. Значения Iar - 46A., Ear - 17 мДж, что вроде как "покруче" чем у 840-х, да и сопротивление канала в открытом состоянии 0,01 Ом против 0,85 Ом у IRF840... и крутизна характеристики 50 против 4,9...

 

Добрый день!
Сначала о сопротивлении канала. Оно включено последовательно с омическим сопротивлением катушки и их сумма влияет на скорость нарастания тока при переходном процессе после включения мосфета и на теоретически максимально возможное значение тока.
Но сопротивление канала не слишком критично - ведь омическое сопротивление катушки составляет около одного ома.
UPD -> iL = E/R * (1 - e^(-(R/L)*t))
Можно взять E = 12 В, R = 1 Ом + Rканала, L = 400 мкГн, t = 200 мкс и поиграть с Rканала.

Теперь о "брэйкдаун вольтаж". Если бы мосфет не пробивался, то напряжение на катушке в пике бы достигало мноогих сотен вольт. Его посчитать просто - умножаем пиковый ток на сопротивление демпфирующего резистора (включен параллельно катушке). Но в реальной схеме максимальное напряжение ограничивается напряжением пробоя мосфета. А чем плохо малое напряжение пробоя? UL = L * (di/dt). Простая арифметика приводит к логической цепочке - напряжение меньше - скорость убывания тока меньше - скорость изменения магнитного потока меньше - наводимая ЭДС в мишени меньше - вихревые токи меньше - вторичное магнитное поле меньше - дальность обнаружения меньше. 55 В - ну очень мало.

 

Ржавчина, говоришь Оксид железа - это в деле электролитической очистки безобидная фигня. Ну если конечно ее проводит не настоолько жадный субъект, который пытается оттереть гвозди анода от ржавчины, да еще и работая в белье (логическим продолжением было бы - на кухне). Но есть и более жадные персонажи, которым жалко гвоздей просто до невозможности и им приходит мысль применить нержавеющий анод. Вот тогда... хром-6 - вот это тема ;-)

 

С полевиком- ясно. Не вопрос, есть кучка именно 840-х... Операционник и мелочёвка тоже в наличии.
Вопрос по дисплею. Должен быть именно от нокии 5110? С этим сложнее

 

Я выбрал его как доступный и легкий в подключении монохромный дисплей (я еще и с монохромным OLED игрался, в велокомпьютер поставил, но с ними одна тонкость в буквальном смысле - они очень непрочные и на далеком пути от китайского продавца легко отламывается один уголок, после этого он работает, но половина становится интерлейсной, отображается каждая вторая строка - я получил именно такой )) 1602-е больше по габаритам, менее информативные, да и подключение там требует или кучи ног, или адаптер для i2C).
Разбирать Нокию не нужно, они доступны у китайцев по IMHO демократичной цене (например, https://aliexpress.ru/item/32352832146.html - нужен именно синий, а не красный).

P.S. Работающий металлодетектор даже на расстоянии 6 метров полностью подавляет мой сверхдлинноволновый радиоприемник:

Вот такой забавный детектор металлодетекторов

 

Я буквально на днях делал хитрые специальные часы на работу на GPS-модуле и таком вот нокиевском дисплее. Сначала потестировал модуль отдельно - он отлично принимал спутники. Когда собрал все это дело в корпусе, с ардуинкой, дисплеем - модуль оглох. Пару дней мучался, держал его на улице несколько часов, менял ему настройки... Пока не догадался сделать экран между модулем (его антенной) и дисплеем. Сразу заработало. Дисплей, зараза, офигенную помеху дает.

 

Какой однако требовательный GPS модуль! Экран ему подавай!
В конструкции МД дисплей не мешает, там такие брутальные детали как LM358, ему трудно навредить ;-) Магнитное поле, генерируемое МД, настолько сильное, что сигнал, наводимый в рамочной антенне СДВ-приемника даже при существенном удалении от нее просто банально забивает весь диапазон, как видно на вышеприведенной картинке-"водопаде".
P.S. Поэтому людям с кардиостимуляторами и подобными "гаджетами" металлопоиск противопоказан!

 

Да. Именно такой и заказал. Жду...
А пока решил собрать Пирата на TL072 с ГУНом. Пусть будет. Потом можно будет сравнить

 

Я тоже сначала Пирата собрал, по-своему интересный и "атмосферный" аппарат.

 

Проверка "всеядности" МД к катушкам - катушка из петли размагничивания (вполне работает, хотя чувствительность снижена):

 

Здравствуйте Алексей!!!Повторил ваш металлоискатель,работает шикарно,а главное стабильно...Собирал строго по схеме,с раздельным питанием,запустился сразу.

 

Здравствуйте, я тоже недавно задумался о создании металлоискателя, возможно ли это сделать с помощью Arduino UNO и чувствительного элемента Холла?

 

Приветствую, Николай!
Отлично!!!

А какая катушка в вашем МД? И интересно было бы узнать числовые параметры на экране после завершения балансировки? Мне показалась интересной идея собрать данные по различным катушкам и соответствующим им параметрам балансировки (хотя тут некоторую роль будет играть и окружающая среда, но попытаться можно).

 

Приветствую! Наверно, главная проблема в этом случае - это обнаружение диа-и парамагнитных мишеней.
А так - побаловаться можно и со встроенным в смартфон магнитометром. Но в более "серьезных" применениях еще и генерируют дополнительное магнитное поле. Вот: китайские товарищи - https://www.scientific.net/AMM.530-531.83, а здесь - в помощь комбайнеру - https://elib.gstu.by/handle/220612/11275
Но если задача - поиск массивных (до десятков тонн ) ферромагнитных мишеней, находящихся под слоем воды и/или грунта, то тут мэйнстрим - протонные магнитометры (датчик очень простой - банка с керосином, зато электроника сложная) и феррозондовые (электроника средней сложности, зато с катушками датчика придется повозиться).

 

Спасибо за ссылку, думаю, она станет для меня источником вдохновения.

 

Свежий "трофей" с FoxyPI - кованый архаичный артефакт (до и после катодной очистки):

 

Почему вы решили что кованый? По-моему это головка железнодорожного гвоздя.