Yeni başlayan biri için metal dedektörünün çalışma mantığı

[hz.turqay]

İyi günler arkadadaşlar, ben bir elektronik mühendisiyim, bir süredir metal dedektörüne ilgi saldım ve bu konuda kendimi geliştirmek istiyorum.

İnternette arayarak bu forumu buldum, iyi ki de bulmuşum. Forumda çok sayıda tecrübeli ve bilgili arkadaşlarımız var. Bana biraz yön vere bilir misiniz?
Lütfen basitten başlayarak ileri seviyyeye kadar metal detektörlerinin şemalarının ve programlarının çalışma mantığını bana anlatır mısınız?

Şöyle bi şey yaptım: internette okuduklarıma göre metal dedektorleri arama bobininden gelen sinyalin gecikme süresine göre metal olup olmadığını tesbit ediyor. Ben de tx ve rx olmak üzere iki tane bobin sarıyıp pulse verdim, gelen sinyali iki tane diyot ile kesip op-amp yardımı ile güçlendirdim, mikroişlemcinin İnput capture özelliğini kullanarak bu sinyalin uzunluğunu ölçmeye çalıştım fakat çok sayıda yalnış değerler okunmasının yanı sıra bi de hassasiyyeti çok aşağı oldu. sadece büyük metallere duyarlı oldu.

Lütfen nerede yalnış yaptığımı açıklar mısınız?

[__root]

İyi günler,

Dedektörler çok yaygın olarak iki sistem kullanılıyor. Sürekli dalga ve Pals sistem. Bu iki sisteme ilişkin bir çok örnek şema ve anlatım internette mevcut. Tam olarak takıldığınız noktayı belirtirseniz onun üzerine gidebiliriz. Buradan en baştan bir anlatım yapmak çok zor çünkü

Pals sistemlerde ilk önce iki diyot ile sinyali kırpıp hızlı bir opamptan geçirmelisiniz kazancınız birkaçyüz falan olmalı ki küçük cisimlere olan duyarlılığınız iyi olsun. Örnek pals sistem şelarına bakmanızda büyük fayda olacaktır. Siz bu yazdıklarıma bir gözatın sonra takıldığınız noktaları konuşalım.

[hz.turqay]

Ilk olarak şunu merak ediyorum: İki bobinli, TX ve RX bobinleri olan bir tarayıcı başlıktan gelen RX sinyali diyot ve bir kaç tane op ampı comparator configurasyonunda (open-loop) bağlayıp pulse genişliğini neden ölçemiyoruz?
Bildiğiniz öğretici açıklayıcı makaleler videolar falan linklerini paylaşır mısınız?
Dedektor RX sinyalinin decode şemaların çalışma mantığını, yazılımının çalışma mantığını anlamak istiyorum ki ben de becere bilirsem kendi şemamı kendi yazılımımı yapa bileyim

[__root]

TX ve RX ayrı olsun bir olsun farketmeksizin pals sistem metal dedektörlerinde pals sonrası beklenen sinyal formu aşağıdaki gibidir.



Siz yukarıdaki opampın doyumda kalma süresini ölçerek ilerlemeye çalışıyorsunuz. Ben bu şekilde çalışan bir ticari ürünle karşılaşmadım. Bu da olabilir tabii ki ama avantaj ya da dezavantajlarını bilmiyorum. Normalde yaygın olan yöntem opamp çıkışı doyumdan çıktıktan sonra adc ile örnekleme yapılarak metal tespitine gidirlir. Farklı zamanlarda örneklemeler almak eğimin açısını hesaplamanıza yardımcı olur böylece bir miktar tespitin yanında teşhis yeteneği de sisteminize kazandıraibilirsiniz. Ayrıca toprak dengelemesi üzerine de çalışma yapma imkanı da sunar. Örnek olarak PIM2 şemasını inceleyebilirsiniz. Aşağıdaki makale de basit mantığını anlamak için idealdir.

Üye Olmadan Linkleri Göremezsiniz. Üye Olun veya Giriş Yapın

Siz karşılaştırma yapan tasarımınızın şematiğini ekleyebilirseniz üzerinde varsa bir problem gidermeye çalışalım.

[hz.turqay]

Basitce şöyle bir şey deniyordum. Fakat artık bu metotun yalnış olduğunu anladım, şu an PİM2 şemalarını anlamaya çalışıyorum, op-amplarla ilgili materyaller okuyorum gerekli hesaplamaları yapa bilmek için.
Anladığım kadarı ile bütün şemaların ortak yanları girişde bir op-amp ile CD4066 şart. analog switch-in neden bütün şemalarda kullanıldığını hala tam anlamış değilim.
Bir de PİM2 şemasını kendi tarzımda daha çok bulunan ve az yer kaplayan LM324, LM356 gibi op-amplarla az yer kaplayacak şekilde toparlaya bilir miyim yoksa dedektörlerde kullanılan belli başlı gain-i çok yüksek olan op-amplar mı var?

[__root]

Analog switch ler sample and hold yapabilmek için gereklidir. Bu kelimeleri aratırsanız örnek uygulamalarda mutlaka bir switch göreceksiniz. İşti bu switch bu switch.

Opamplarda band genişliği, slewrate, noise gibi bir çok parametre var. Bu parametrelere uyan bir çok opamp çeşidi var ama adını verdiğiniz opamplar mevcut opamplara pek uymuyor. Bu biraz daha tecrübe kazandıktan sonra. Şuan mevcut tasarımı anlayıp çalıştırmanız bence birinci öncelik olmalı.

[hz.turqay]

Şu an yapmaya çalıştığım şu: sinyalin doyum kısmını analog sviç ile alıp onun integralini çıkaracam, sonra ise peak dedektör ile kaç volta kadar çıktığına bakıp ona göre işlem yapacam. Acaba doğru yolda mıyım?
Bula bildiğim bütün yazıları okudum metal dedektörleri ile ilgili. Şu an çalışma mantığına önceye nazaran daha fazla aşınayım. Fakat yine de karanlıkta yürüyor gibiyim.

[__root]

Merhaba, Bobinden palsi kesitikten en geç 30-40uS sonra doyumda olmayan bölgelerden örnekleme yapmaya çalışın. Daha geç örnekeleme yapmanız hızlı tepki veren metalleri kaçrımanıza neden olur. Daha erken örnekleme yapmanız da mümkün ama doyum bölgesinden örnekleme yapmayın sönümlenme eğrisi mutlaka sıfıra inmiş olsun. Bu orneği integratör veya lowpass filtrelerden geçirerek bir ADC ile örnekleyip değerlendirmeye alabilirsiniz. Tabi bu en temel hali ile metale tepki verebilecek bir yöntemdir. Zamanla geliştirirsiniz.

[hz.turqay]

Iyi günler.

sizin yardımlarınız sayesinde yapmaya çalıştığım dedektörün elektronik kısmı artık çalışıyor, ve metallere ossiloskopla görülür bir biçimde tepki veriyor (voltaj 100mV kadar değişiyor).
Artık yazılım kısmına geldim. Bundan sonra da yazılım algoritmasında yardım ederseniz dedektörü tamamlayacağım gibi gözüküyor

Mikrokontrolcü olarak Atmega328p kullanıyorum, ona spi ile bağlı nokia5110 ekranı ve u8g2 kütüphanesi, İDE olarak da "Microchip studio". Durum şu, 3 tane pulse veriyorum , 2si analog sviçleri kontrol etmek için, biri de RX bobinini kontrol etmek için. Algoritma nasıl olmalıdır : while(1) döngüsü içerisinde pulsları verip örnekleme almak mı yoksa timer İSR içerisinde pulsları vermek, döngü içerisinde ekran adc gibi fonksyonları yapmak mı?