Wie genau nulle ich meine Metalldetektorspulen?

Ich habe endlich mit der Arbeit an meinem Metalldetektor-Projekt begonnen und nach einem guten Start stecke ich ein bisschen fest.

Die Schaltung basiert fast ausschließlich auf der hier zu findenden Freibeuter-VLF-Schaltung . Ich habe einige Änderungen vorgenommen, ich habe die Spannung auf 9 V erhöht und die notwendigen Anpassungen vorgenommen, um dies zu berücksichtigen. Ich habe auch den Spulendurchmesser auf 20 cm erhöht (das Original war 11 cm), aber ich habe die Induktivitäten mehr oder weniger gleich gehalten (meine Spulen messen 2,9 mH, während das Original irgendwo im Bereich von 2,3 mH lag). Nachdem die Tx- und Rx-Schaltung aufgebaut war (auf dem Steckbrett – ja, ich weiß, es ist nicht die beste, aber ich wollte mich noch nicht auf einen vollständigen Aufbau festlegen) und der Tx-Oszillator betriebsbereit war, versuchte ich, die Rx-Spule zu nullen . Ich muss Stunden damit verbracht haben, ohne großen Erfolg nahe zu kommen, wo ich dachte, dass ich auf (Millivolt-Niveau) sein sollte.

In den folgenden Screenshots habe ich die pp Tx-Spannung auf etwa 40 V eingestellt, indem ich R6 getrimmt habe. Dies ist erheblich weniger als der erwartete Ausgang der ursprünglichen Schaltung (80 V bei meinen Simulationen), und dennoch zeigt die Rx-Spule etwas mehr als 2 V pp (1,8 Vrms), was sicherlich weit entfernt von dem Millivolt-Pegel ist, den ich erwartet hatte.

Das Verschenken hier ist, dass in der ursprünglichen Schaltung die Verstärkung des Vorverstärkers auf ungefähr 10 eingestellt ist. Als ich diese Art von Verstärkung ausprobierte, schimpfte mein Signal schlecht, also reduzierte ich die Verstärkung auf 5, aber es ist immer noch übersteuert.

Meine erste Frage lautet also: Was genau sollte ich erwarten, wenn ich meine Spulen "nulle", und sehen meine Ergebnisse normal aus?

Zweitens habe ich kein perfektes induziertes Signal erwartet, aber die Rx-Spule hat diese lästigen Hexenhüte, die bei der doppelten Betriebsfrequenz erscheinen . Wenn Sie sich das Tx-Signal sehr genau ansehen, können Sie den Störimpuls erkennen, der möglicherweise in die Rx-Spule eingekoppelt wird, aber ich bin mir nicht sicher. Was kann das verursachen? Eine Sache, die zu beachten ist, ist, dass sich die "Hüte" um das Signal bewegen, wenn ich die Spulen drücke, um zu versuchen, sie zu nullen. Es vermasselt wirklich mein Rx-Signal.

Ich weiß, dass es hier viel zu beachten gibt, und wenn Sie weitere Informationen benötigen, werde ich das posten.

UPDATE: Übrigens, für diejenigen, die mehr über den Tx-Oszillator wissen möchten, siehe diesen Beitrag

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Warum haben Sie einen der Transistoren im Vergleich zum ursprünglichen Schaltplan auf den Kopf gestellt? Sie können Verzerrungen auf der ersten Scope-Wellenform sehen, die wahrscheinlich die Ursache für die Verzerrungsprodukte auf der zweiten sind.
Hallo Brian, welche? Es ist wahrscheinlich ein Übertragungsfehler. Ich habe die tatsächliche Schaltung ziemlich gründlich überprüft.
Ich neige dazu, meine Schaltungen und Notizen usw. in TinyCad zu dokumentieren - nur aus Gewohnheit.
Ja, ich sehe es jetzt ... das Push-Pull-Paar, richtig? Lass mich das reparieren. Tks. Gute Augen;-)
Meine beste Vermutung bezüglich der Verzerrung war, dass der Tx-Oszillator (im Wesentlichen) von einer Rechteckwelle gespeist wurde und dass sich vielleicht (absolute Vermutung) einige Oberfrequenzen mit höheren Frequenzen eingeschlichen haben? Aber ich verstehe das Zeug nicht ganz, also ist das eine reine Vermutung!
Sollte die Empfangsspule nicht geerdet sein - so wie es aussieht, ist es nur eine schwebende Schleife mit einer Einpunktverbindung zu einem Eingang. Übrigens, welcher Transistor war auf dem Kopf und hast du die Bilder repariert oder verzerrt es immer noch? Dasselbe gilt für die Sendespule - Sie erhalten durch diese Spule so wie sie ist keinen Strom.
@Andy, der Schaltplan ist jetzt behoben, die "eigentliche" Schaltung war in Ordnung. Geerdet? Die Rx-Spule ist an beiden Enden verdrahtet, aber ich habe sie nicht in Folie gewickelt, wenn Sie das meinen. Es scheint einige Diskussionen darüber zu geben, ob Sie dies wirklich tun müssen. Was ist deine Meinung?
@ Andy verdammt du hast recht! Ich habe das in der ursprünglichen Schaltung völlig vermisst und ich habe die tatsächliche Schaltung überprüft und sie schwebt. Gott segne deine Augen!
An beiden Spulenkreisen sind Erdungen erforderlich. Magenta-Elektronik, oder? (der Link in Ihrer Frage). Ich war tatsächlich dort, hee hee. Lassen Sie es mich wissen, wenn Sie das geklärt haben, damit ich Ihnen Ratschläge zum Screening und Nulling geben kann (eine kleine Spezialität von mir).
Ihr seid Gold wert! Ich habe die Rx-Spule geerdet, wie Andy vorgeschlagen hat, und es funktioniert wie ein Zauber! Danke schön.
Soll ich das beantworten oder werden Sie die Frage noch irgendwie ändern?
@Andy antworte auf jeden Fall, ich werde die Frage nicht ändern, obwohl ich trotzdem gerne deine Meinung zur Abschirmung hören würde.
Hallo, können Sie mir bitte sagen, wie Sie die Koppelspulen in der Software simuliert haben?
Es ist schon eine Weile her, aber ich glaube, ich habe damals einen Online-Luftkern-Induktivitätsrechner verwendet, um einen "Ballpark" -Induktivitätswert zu erhalten. Die Anweisungen erfordern 100 Windungen von 28swg-Draht mit einem Durchmesser von 110 mm. Heutzutage würde ich wahrscheinlich nur zehn Windungen wickeln und es mit einem Induktivitätsmessgerät messen und dann extrapolieren.
Normalerweise verwende ich den Simulator nur, um zu verstehen, wie eine Schaltung funktioniert, und für mich ist es nicht entscheidend, dass die Komponentenwerte genau sind. Ich glaube nicht, dass ich die "Kopplung" zwischen den Spulen modelliert habe und stattdessen einfach hingegangen bin und sie gebaut habe. Ich persönlich fände es schwierig, die Wirkung eines sich nähernden Metallobjekts zu simulieren.
Ich würde die Stahlnägel in Ihren Clips loswerden, die Ihre Spule festhalten

Antworten (2)

Das Hauptproblem ist folgendes: -

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Falls Sie meine rote Schrift nicht lesen können, fehlt Ihnen eine Verbindung von der Empfangsspule zur Masse.

Was das Screening betrifft, ja, Sie brauchen es, um zu vermeiden, dass der Suchkopf Silberfolien-Süßwarenverpackungen und andere nutzlose Dinge aufnimmt, die Sie ignorieren möchten. Auch salzhaltiger, leitfähiger Boden ist ein lästiges Problem, das durch ein Spulensieb weitgehend gelöst wird.

Auswuchten - Wenn Sie immer noch Probleme haben, versuchen Sie, ein wenig Ferritkern neben Ihren Spulen zu platzieren, um das beste "Ausgleichsminimum" zu erhalten. Probieren Sie dann ein kleines Stück nichtmagnetischen Edelstahls aus, um das Minimum noch weiter zu senken.

Ferrit ist nicht leitend, sodass Sie es verwenden können, um die induktiven Artefakte grundsätzlich auszugleichen. SS ist gut, weil es ziemlich resistiv ist und obwohl es das induktive Gleichgewicht (aufgrund der Wirbelstrominduktion) stört, sind diese Wirbelströme von Natur aus ziemlich resistiv. Dünne Stanniolstücke (im Grunde das, was Sie in einer Zigarettenschachtel sehen) können auch nützlich sein, um die Spulen auszugleichen.

Wenn Sie also mit Ferrit und SS (und / oder Zinnfolie) herumspielen, erhalten Sie eine Vorstellung davon, wo Sie hinkommen könnten, indem Sie die Spulen ein wenig mechanisch auf die eine oder andere Weise biegen. Aber Sie können immer ein Stück Ferrit fest in den Suchkopf kleben, um dieses ganze Herumspielen zu vermeiden.

Die in dieser Antwort bereitgestellten Screening-/Ausgleichsinformationen sind nicht das geistige Eigentum von irgendjemandem – ich habe sie bei der Entwicklung von Metalldetektoren für Lebensmittel-/pharmazeutische Produktlinien gelernt.

Wenn ich eine Chance bekomme, werde ich diese Frage mit Bildern aktualisieren, wie ein symmetrisches Empfängersignal aussieht, da mir aufgefallen ist, dass es nicht viel davon gibt.

Die TX-Spule ist mit dem Detektor verbunden und RX nicht. Die Enden der RX-Spule sind direkt mit dem Millivoltmeter verbunden. Lassen Sie den Detektor in Betrieb und bewegen Sie die RX-Spule langsam, bis Sie die geringste Spannung erhalten, in meinem Fall waren es 0,04 mV, aber ich habe irgendwo gelesen, dass es in Ordnung war und 15 mV betrug. Es sollte beide Spulen mit einer Metallfolie schützen, aber so, dass sich die Folien zwischen den Spulen nicht berühren und dass beide per Kabel mit der Masse des Detektors verbunden sind. Ich verwende alte USB-Kabel, weil sie einen externen Schutz haben, den ich dafür verwende. Lassen Sie auf den Spulen einen kleinen Schlitz (5-10 mm). Ich annulliere dies und ich habe meine Sonde gemacht und ich habe eine Erkennung für 1e-35cm. Entschuldigen Sie mein schlechtes Englisch. Bitte sehen Sie sich das beigefügte Bild anGeben Sie hier die Bildbeschreibung ein

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