Dokumentacja techniczna budowy wykrywacza metali

Transkrypt

1 Dokumentacja techniczna budowy wykrywacza metali 1

2 2

3 Wstęp Podstawowe dane urządzenia 1. Typ VLF TR (nadajnik /odbiornik) 2. Rodzaj pracy - Statyczny (to pojęcie zostanie wyjaśnione w dziale opisującym technikę poszukiwań) 3. Częstotliwość pracy - 5kH 4. Budowa mostkowa na zasadzie mostka skompensowanego Opis budowy Podczas przystąpienia do wykonania tego opisu celowo został pominięte takie aspekty jak: zasada działania, parametry techniczne jak i inne informacje mogące tylko utrudnić budowę urządzenia. Celowo także uproszczono budowę pomijając opis takich udogodnień jak: sygnalizacji stanu baterii, konstrukcję przetwornicy pozwalającej zasilać urządzenie z akumulatorka 12V, czy wreszcie sygnalizację za pomocą LED-ów rodzaj wykrytego metalu Ferro /Nonferro i pozostawiono to do rozwiązania konstruktorowi tak jak sposób wykonania obudowy i nośnika. W tym miejscu należy jednak zaznaczyć,że solidnie wykonany układ potrafi zaspokoić mimo swojej przestarzałej konstrukcji potrzeby nie tylko amatorów, a koszt wykonania niewspółmiernie niski w stosunku do sprzętu rynkowego. Zastosowanie czterech baterii 3R12 (baterie płaskie) pozwala na wiele godzin chodzenia w terenie. Waga tych baterii niewiele przekracza wagę dobrego akumulatorka, natomiast plusem jest to,że nie zostaniemy zaskoczeni w terenie faktem rozładowania akumulatorka. Łatwość dostępu do baterii (w każdym wiejskim sklepie) podnosi mobilność sprzętu w przeciwieństwie do rozładowanego akumulatorka, choć nic nie przeszkadza, aby tak skonstruować sprzęt by w razie potrzeby przejść z akumulatorka na baterie i odwrotnie. Waga całego urządzenia z sondą 30 cm i kompletem baterii nie przekracza 2,2kg, waga sondy oscyluje w granicy 0,6kg 1.Przystępując do budowy urządzenia należy zgromadzić następujące materiały: - Laminat dwustronny 10,5cm X 14,5cm plus zestaw do wytrawiania - Pewne elementy elektroniczne o podanych parametrach, rezystory o obciążalności 0,5W dobrej jakości np. MŁT najlepiej o tolerancji 1%, kondensatory MKT WIMA 5%, dobre potencjometry, sprawdzone półprzewodniki według opisu, skręcany wtyk z gniazdem do podłączenia sondy, reszta w/g potrzeb i uznania - Źródło zasilania +- 9V (najlepiej cztery baterie 3R12 odpowiednio połączone) - Miernik cyfrowy, oscyloskop, potrzebne narzędzia do lutowania - Materiały do wykonania trwałej obudowy i konstrukcji nośnej urządzenia 2.Budowę rozpoczynamy równolegle z budową sondy wykrywacza,której opis znajduje się w dalszej części opisu 3

4 3.Układ elektroniczny rozpoczynamy od przygotowania płytki drukowanej według zamieszczonego wzoru 4.Po wykonaniu płytki przystępujemy do montażu elementów elektronicznych pamiętając aby podczas lutowania nie pominąć lutów od strony elementów ponieważ są takie miejsca, które należy lutować z obu stron. Podczas lutowania wykonać także niezbędne połączenia druku obu stron za pomocą srebrzanki (tzw. przelotki). Lutowanie rozpocząć od układów scalonych, aby mieć ułatwiony dostęp do lutowania nóg od strony układów 5.Poprawność lutowania poszczególnych elementów sprawdzać na bieżąco ze schematem urządzenia, zachować szczególną ostrożność podczas wkładania i lutowania układów scalonych, aby nie dotykać palcami wyprowadzeń układów 6.Elementy występujące symetrycznie muszą być dobierane parami aby zapewnić wysoką jakość układu (oto przykład symetrycznego występowania elementów R51=R52, R56=R57,R53=R55,C9=C10, itp.) 7.Przy montażu T1 i T2 należy pamiętać o ich wcześniejszym sparowaniu tzn. dobraniu jednakowego współczynnika wzmocnienia h21e 8.Montując kondensatory starajmy się je montować stabilnie na jak najkrótszych nogach dotyczy to także innych elementów 9.Zmontowany układ jeszcze raz sprawdzić pod kątem wykonania wszystkich lutów i połączeń 10.Na kawałkach przewodów podłączyć zgodnie ze schematem pozostałe elementy (gniazdo podłączenia sondy, potencjometry, przełącznik Dyskryminacja/Grunt, głośniczek 40 om, wskaźnik, przycisk Reset i włącznik ON/OFF) Do dalszego etapu niezbędna będzie sonda wykonana w/g zamieszczonego opisu Postępowanie przy uruchamianiu urządzenia 1. Zastąpić na czas uruchamiania potencjometr P1(czułość) i opór R65 jednym opornikiem przylutowanym bezpośrednio do układu o wartości 10k 2. Ułożyć wykonaną sondę na pudełku kartonowym oddalonym od przedmiotów metalowych o 1m i 1m nad podłogą 3. Podłączyć sondę zgodnie ze schematem do układu elektronicznego za pośrednictwem wtyku z gniazdem 4. Podłączyć poprzez przełącznik zasilanie układu 5. Przełącznik D/G ustawić w pozycję G GRUNT i ustawić potencjometr P2 w środkowym położeniu 6. Włączyć zasilanie Sprawdzić miernikiem napięcia zasilające na układach Sprawdzić moduł generatora US 10 tj. UL1111 według zestawionych w tablicy 1 napięć i przebiegów 4

5 Sprawdzić moduł generatora przebiegu sinusoidalnego (strobującego) US11 i US12, sinus o amplitudzie ok. 5V (noga nr.6 US12) Sprawdzić obecność przebiegu prostokątnego (500Hz) na nodze 12 US7 Nacisnąć RESET i przy naciśniętym przycisku pokręcać potencjometrem P4 tak aby zaobserwować wychylanie wskazówki w prawo i początek pojawiania się sygnału w głośniczku, cofnąć potencjometr do pozycji minimalny sygnał w głośniczku nawet cisza, puścić przycisk, wskazówka powinna pozostawać w nastawionym miejscu. Zbliżanie do sondy przedmiotów ferromagnetycznych jak i diamagnetycznych powinno powodować wychylenie się wskazówki w prawo z jednoczesnym narastaniem sygnału w głośniczku Gdyby w tym momencie przyrząd reagował w dziwny sposób czyli żelazo akceptował a na kolor wychylał się w lewo należy dokonać zamiany miejscami przewodów przylutowanych do punktów 7 i 8 płytki drukowanej. Przewód z punktu 7 ma trafić na punkt 8 i odwrotnie (są to wyprowadzenia cewki odbiorczej) Po tym etapie przyrząd musi działać w przeciwnym wypadku należy rozpocząć procedurę ponownego sprawdzania i analizowania ewentualnych przyczyn na podstawie załączonych tabel z wynikami prawidłowych pomiarów. Dalsze zabiegi będą miały na celu wystabilizowanie i dobranie elementów dyskryminacji układu, aby układ automatycznie rozpoznawał po przełączeniu przełącznika w pozycję D tylko metale z rodziny diamagnetyków (złoto, srebro, aluminium, miedź, mosiądz, itp.), a odrzucał w zależności od ustawienia ferromagnetyki (żelazo) większe lub mniejsze. W tym celu należy: 1. Przełącznik D/G ustawić w pozycji D 2. Naciskając RESET i trzymając przycisk pokręcać potencjometrem P6 od jednego skrajnego położenia w kierunku drugiego skrajnego położenia co jedną działkę według 10 stopniowej skali mniej więcej na oko. Po każdorazowym naciśnięciu i obróceniu potencjometru o jedną działkę należy zwolnić przycisk i dokonać próby z różnymi przedmiotami żelaznymi i z kawałkiem mosiądzu. Obserwować zachowanie wskaźnika, które dla żelaza powinno wskazywać wychylenie w lewo bez sygnału, a dla mosiądzu wychylenie w prawo z pojawieniem się sygnału dźwiękowego. Pokręcając potencjometrem ustalamy wielkość przedmiotu żelaznego na który urządzenie nie reaguje dźwiękiem, lub reaguje,ale z minimalnej odległości. 3. Podczas tych czynności może wystąpić kilka efektów: Po przełączeniu przełącznika i ustawieniu potencjometru w skrajną pozycję możemy zaobserwować wychylenie wskazówki w lewo i brak reakcji na przycisk RESET. Stopniowe pokręcanie potencjometrem przy naciśniętym Resecie powinno objawiać się wychylaniem wskazówki w prawo z jednoczesnym jej drżeniem. Należy wtedy pokręcać do całkowitego jej uspokojenia. Miernikiem należy zmierzyć wartość rezystancji od skrajnego położenia do momentu uspokojenia wskazówki i zapisać jej wartość. 5

6 Pokręcając dalej możemy uzyskać efekt stałej sygnalizacji czyli po nastawieniu pewnej wartości na potencjometrze w głośniczku pojawia się sygnał i nie reaguje na przycisk RESET. Potencjometr ustawić na początku tego zjawiska i dokonać pomiaru wartości rezystancji od drugiego skrajnego położenia potencjometru do suwaka czyli do momentu pojawiania się sygnału i zapisać tą wartość W efekcie potencjometr P6 będzie można zastąpić układem innego potencjometru Px z rezystorami progowymi Rx i Ry, gdzie Rx i Ry to wartości rezystancji zmierzonej według poprzednich punktów. Natomiast Px obliczamy ze wzoru: Px=10k-(Rx+Ry). Wartości tych elementów są zmienne i zależą od parametrów sondy. W doświadczalnym przypadku wynosiły: Rx=750om, Px=1k, Ry=8,2k. Z tym,że zamiast Px zastosowano trzy rezystancje po 330 om umieszczone na dodatkowym przesuwanym przełączniku 3 pozycyjnym co pozwoliło uzyskać dyskryminację skokową. Takie rozwiązanie jest bardziej praktyczne ze względu na stabilność układu, ponieważ upływności lub przypadkowe dotknięcie potencjometru przez gałęzie powodowało odstrajanie urządzenia. Oto przykład zastąpienia potencjometru P6 Po dokonaniu takiej zmiany należy ponownie dokonać sprawdzenia poziomów dyskryminacji na nowym układzie z potencjometrem lub z przełącznikiem. W dalszej części będzie dołączony opis dobrania rezystancji w układzie dyskryminacji przy trzystopniowym przełączniku za pomocą oscyloskopu. Ze względu na rozbieżność parametrów sondy jak i elementów elektronicznych nie można jednoznacznie przedstawić wartości elementów użytych podczas strojenia układu. Dlatego należy wykonać szereg eksperymentów w domu jak i na gruncie, należy obserwować zachowanie i eksperymentując dobierać takie wartości elementów dyskryminacji,aby odnieść jak najlepszy skutek. Gdy wszystkie czynności zostaną zakończone możemy powrócić do poprzedniej konfiguracji z potencjometrem P1 i oporem R65 czyli regulacją CZUŁOŚĆ, choć niekoniecznie możemy ją pozostawić w stopniu Maximum tj. z wlutowanym zamiast 6

7 potencjometru oporem 10k. Omawiając czułość urządzenia należy wspomnieć o możliwości podniesienia jej jeszcze bardziej kosztem pogorszenia stabilności i wzrostem poboru prądu. Otóż zwiększając R41 powiększa się wzmocnienie US4 i uzyskuje nieznaczny wzrost czułości. Diodą D5 można regulować amplitudę sygnału generatora (do pewnych granic) i w ten sposób także powiększyć czułość układu. Przy zastosowaniu w konstrukcji rezystancji o mniejszej mocy i wymiarach mogą powstać w module US11, US12 drgania pasożytnicze o dużej częstotliwości i amplitudzie. Można je zlikwidować pojemnością w granicach do 47pF dołączoną równolegle do R=330k, jeżeli to nie pomoże należy próbować zwiększyć R16 i zmniejszyć C13 w taki sposób aby ich iloczyn pozostawał stały. Powyższa uwaga dotyczy również pojemności C12 rezonans z R41 oraz C3 i R42. W tym ostatnim przypadku można powiększyć R42 np. dwa razy i zmniejszyć C3 do 1nF- uzyskuje się większą oporność wejściową modułu wzmacniacza sygnału Uwagi końcowe do montażu układu elektronicznego i sondy Po zaakceptowaniu pracy układu należy przystąpić do jego solidnego zabezpieczenia i umieszczenia w obudowie oraz połączenia z konstrukcją nośną przyrządu, w tym celu należy: 1. Zabezpieczyć elektronikę poprzez pokrycie jej preparatem zabezpieczającym i nie dopuszczającym wilgoci (PLASTIK 70) substancja w areozolu na bazie żywic UWAGA - nie pryskać na potencjometry 2. Umieścić elektronikę w obudowie dbając o szczelność obudowy. Wykonać wewnątrz obudowy ekran elektrostatyczny (może być z samoprzylepnej folii aluminiowej) i, połączyć z masą układu. Należy pamiętać o składnym ułożeniu przewodów możliwie jak najkrótszych i ich umocowaniu,aby się nie przemieszczały podczas pracy i nie spowodowały uszkodzenia poprzez zerwanie. Wszystkie dodatkowe podzespoły umocować tak aby były łatwo dostępne do wykonywania nastaw. Przycisk RESET w zasięgu kciuka. 3. Jakość złącza do podłączenia sondy musi zapewnić trwałość i niezawodną pracę na długi okres. Zaśniedziałe styki lub nie kontakt wpływają na niestabilną pracę urządzenia 4. Sztywność konstrukcji zapewni większy komfort pracy w terenie 5. Zbudowaną sondę przed pomalowaniem należy w pierwszej kolejności pokryć warstwą stanowiącą ekran elektrostatyczny, warstwa ta musi być połączona z masą sondy. W swojej konstrukcji wykorzystałem preparat GRAPHIT, połączenie z masą stanowi cieniutka blaszka miedziana przylutowana do masy pola lutowniczego i wyprowadzona przez otwór na górną część pokrywy, przyklejona pod dekielek i pokryta preparatem łącznie z obudową. Końcowy efekt uzyskuje się przez pomalowanie całości dobrym lakierem najlepiej w warsztacie lakierniczym. Lakier zabezpieczy przed ścieraniem się preparatu GRAPHIT i dodatkowo nada szczelności. Sonda bez powłoki GRAPHITOWEJ pracuje równie dobrze 7

8 Sonda koncentryczna 30cm Do precyzyjnego wykonania sondy koncentrycznej zastosowanej do wykrywacza metali pracującego w układzie mostkowym należy zgromadzić następujące przyrządy i materiały: - generator funkcji, oscyloskop, dowolny miernik cyfrowy - drut nawojowy 0.4 mm w ilości ok.100m. - drut nawojowy 0,27mm w ilości ok.60m. - laminat pozbawiony folii miedzianej 1-1,2 mm dwa koła o średnicy 31cm z wyciętym otworem w środku 12 cm - przewód czterożyłowy w ekranie, wtyczka, kilka kondensatorów MKT - żywica, klej cyjanopan, paski sklejki 5mm o szerokości 1,5cm Budowę rozpoczynamy od przygotowania szablonów do nawijania cewek, w tym celu na dowolnie wybranym blacie rysujemy przy pomocy cyrkla trzy koła o średnicach 297mm, 160mm, 127mm o wspólnym środku. Zaczynamy od największego, po obwodzie koła nabijamy gwoździki 1 co ok.2,5-3cm. Drut 0,4mm dzielimy na dwie szpulki po równo i przystępujemy do nawijania cewki podwójnym drutem zaznaczając początek uzwojenia poprzez wykonanie na początku drutu pętelki. Liczba zwoi dla cewki wynosi 40 (czyli w sumie będzie to 80 ponieważ nawijamy podwójnym drutem). Początek i koniec drutu tak ukształtować aby jego końce były skierowane do wnętrza cewki i odległość między początkiem a końcem nawijania wynosiła 1 cm. Po nawinięciu przystępujemy do wykonania omotki cieniutkim szpagatem nie ściskając zbyt mocno tylko tak aby uzyskać koło w przekroju. Tak przygotowaną 8

9 cewkę zdejmujemy z szablonu i przystępujemy do wykonania kolejnych według podanego wzoru. Cewka o średnicy 160mm zawiera 18 zwoi nawijanych drutem podwójnym 0,4mm (w sumie 36 zwoi).wyprowadzenia skierowane na zewnątrz,odstęp między początkiem a końcem nawijania 1,5cm, zaznaczyć początek uzwojenia, wykonać omotkę ściskając mocno ale niezbyt gęsto. Cewka o średnicy 127mm zawiera 72 zwoi nawijanych drutem podwójnym 0,27mm (łącznie 144 zwoje). Wyprowadzenia skierowane na zewnątrz, odstęp między początkiem a końcem nawijania 2 3 mm, zaznaczyć początek, wykonać omotkę nie ściskając zbyt mocno. Wyprowadzenia (końcówki drutów) mają mieć po ok. 5cm. Następna czynność to wstępne mocowanie cewek do kół wykonanych z laminatu. Rozpoczynamy od największej układając ją na obwodzie laminatu, którego powierzchnię należy przetrzeć grubym papierem ściernym,aby uzyskać chropowatość pozwalającą na lepsze przystawanie kleju i żywicy. Cewkę przyklejamy paroma kroplami kleju. Podobnie postępujemy z cewką najmniejszą,wyprowadzenia tak ustawiamy aby były naprzeciw siebie i pamiętajmy o takim ułożeniu cewek aby początki nawijania znajdowały się po właściwej stronie jak na rys.. Cewki duża i najmniejsza mają zbliżoną średnicę w przekroju natomiast średnia cewka ma bardzo małą średnicę więc promieniście od cewki najmniejszej przyklejamy do laminatu paseczki grubości 1-1,5mm tekturki aby uzyskać efekt symetrii przekrojów przez cewki tzn. aby środek przekroju cewki średniej znajdował się na wysokości środka przekroju cewki najmniejszej (będzie to później na rysunku). Z kawałka laminatu 2x3cm wykonać wg rysunku 5 pól lutowniczych laminat przykleić między wyprowadzeniami. Ukształtować średnią cewkę na kształt kropli i ułożyć na miejscu na przyklejonych paseczkach tak aby znajdowała się w odległości 2mm od cewki najmniejszej powstały dzióbek skierować w przeciwną stronę do wyprowadzeń,cewki nie przyklejać. Wykonać połączenia elektroniczne zgodnie ze schematem dbając o szeregowe połączenie cewek, oraz jak najkrótsze końcówki i zgodną z rysunkiem kierunkowość nawijania cewek. Jeszcze o wykonaniu szeregowego połączenia cewek w praktyce. Przed rozpoczęciem nawijania na drucie zaznaczamy kawałkiem plastra lub wykonując pętelkę, że będzie to początek cewek (dwa druciki oblepiamy taśmą), nawijamy potrzebna liczbę zwoi, wykonujemy omotkę cienką dratwą, ucinamy równo końcówki drucików aby miały ok.5cm, odizolowujemy końcówki drucików, miernikiem sprawdzamy i wybieramy jedną cewkę, miernik powinien pokazywać parę ohm., teraz drucik oznaczający początek zaznaczonej cewki odbiorczej lutujemy do pola 4, drucik oznaczający koniec wybranej cewki należy połączyć skręcając i lutując z drucikiem będącym początkiem drugiej cewki tej,która pozostała niezaznaczona i lutujemy to połączenie do pola 2, drucik oznaczający koniec drugiej cewki odbiorczej lutujemy do pola 5. Ten opis dotyczy szeregowego połączenia w cewce odbiorczej, z cewką nadawczą będzie troszeczkę więcej zachodu i oto opis: Mamy już nawinięte cewki nadawczą,korekcyjną i zaznaczone początki. Cewki leżą na dolnej części laminatu, obudowy zgodnie z ułożeniem na rysunku i mają odizolowane 9

10 końcówki drucików, teraz wybieramy miernikiem jedną cewkę z pośród nadawczej i zaznaczamy ją poprzez lekkie zgięcie drucików dalej robimy to samo w cewce korekcyjnej też wybieramy miernikiem jedną i zaznaczamy. W zaznaczonej cewce nadawczej wybieramy drucik będący jej końcem i łączymy go poprzez zlutowanie z początkiem zaznaczonej cewki korekcyjnej. To połączenie to punkt A i pozostanie poza obrębem pól lutowniczych. Początek zaznaczonej cewki nadawczej lutyjemy do pola 1 według rysunku, natomiast koniec zaznaczonej cewki korekcyjnej do pola 2 masy sondy. Dalej początek drugiej cewki nadawczej lutujemy do pola 2 masy układu, koniec drugiej cewki nadawczej łączymy poprzez lutowanie z początkiem drugiej cewki korekcyjnej i to będzie punkt B, który także pozostanie poza obrębem pól lutowniczych, natomiast koniec drugiej cewki korekcyjnej lutujemy do pola 3 i to jest prawidłowe wykonanie szeregowego połączenia cewek Następny etap po połączeniu to dobieranie rezonansu cewki nadawcze j i odbiorczej potrzebny oscyloskop i generator 5kHz. W tym celu należy do sondy (pole lutownicze) przylutować 1m. przewodu czterożyłowego w ekranie, który pozostanie tam już na stałe. Na przewód przylutowany do pola 1 podać z gen. sygnał sinusoidalny 5kHz o amplitudzie ok. 10-Vpp Dobieranie rezonansu poszczególnych cewek Rys. przedstawia sygnał z generatora 5kHz o amplitudzie 5V i przebieg na oscyloskopie zwiększający swoją amplitudę podczas dokładania pojemności aż do uzyskania maksimum amplitudy masa do masy sondy, do przewodu przylutowanego do pola 3 podłączyć oscyloskop masa do masy. Miedzy pola 1 i 3 przylutować kondensator 100n MKT i obserwować wskazanie oscyloskopu, którego amp. powinna wzrosnąć,tak dokładać kondensatory w granicach nF aby uzyskać max. amp. na oscyloskopie 10

11 (podczas dokładania kondensatorów w pewnym momencie amp. zacznie spadać będzie to oznaczać, że jesteśmy już za daleko i musimy wrócić do maksimum), a można to sprawdzić także przez podkręcenie lub zmniejszenie częstotliwości generatora od 4kHz do 6kHz, spadanie przebiegu w obu przypadkach świadczy o właściwym dobraniu kondensatorów do rezonansu, teraz układ kondensatorów można zastąpić jednym w miarę możliwości skorygować wartość poprzez dołożenie mniejszej wartości kondensatora, aby uzyskać idealny punkt maksimum amplitudy sprawdzając w ten sposób, że należy zmniejszać podstawę w oscyloskopie i przesuwać do doły przebieg dla lepszej obserwacji szczytu przebiegu. Po zestrojeniu cewki nadawczej kolej na cewkę odbiorczą postępujemy identycznie jak przy cewce nadawczej (pola 4 i 5) ustalamy max. amp. sygnału. Na czas dobierania rezonansu cewek należy unieść i podeprzeć cewkę ukształtowaną w kropelkę tzw. korekcyjną a najlepiej stroić nadawczą bez cewki korekcyjnej i na czas strojenia odbiorczej odlutować kondensatory z cewki nadawczej. Pierwszy etap skończony, przystępujemy do najważniejszej,precyzyjnej i czasochłonnej czynności strojenia sondy. W tym celu układamy i podłączamy cewkę kropelkę na miejscu (2mm od cewki odb.) do przewodu cewki nad. między 1 i masę podajemy ten sam sygnał z gen. do przewodu 4 cewki odb. i masy podłączamy oscyloskop (będziemy dobierać współczynnik sprzężenia, którego przebieg na oscyloskopie ma być linią prostą czyli wartość napięcia ma się znajdować jak najbliżej 0 ) Sprzęt podłączony podstawa w oscyloskopie jak najmniejsza (5mV/działkę) 11

12 Strojenia dokonujemy w miejscu oddalonym o 1,5 m. od przedmiotów metalowych na kartonowych pudełkach pozbawionych zszywek metalowych 1,5 m. nad podłogą ze zbrojeniem. Strojenie polega na takim kształtowaniu (ściskaniu lub rozciąganiu) dzióbka cewki średniej- korekcyjnej 12

13 aby uzyskać na oscyloskopie linię prostą UWAGA PUNKT TEN JEST BATDZO OSTRY MINIMALNE PRZEGIĘCIE POWODUJE GWAŁTOWNĄ ZMIANĘ, 13

14 ale to jeszcze etap wstępny, gdy mamy już w zasięgu ten punkt przystępujemy do podklejania cewki korygującej cały czas obserwując oscyloskop i dokonując korekt na bieżąco. W takim stanie można już dokonać wstępnych prób z wykrywaczem po dołączeniu końcówki. Pamiętać jednak należy aby nie ruszać sondy z miejsca ponieważ nie została utrwalona i każde przegięcie,ruch może spowodować zmianę ustawienia. Po sprawdzeniu należy powrócić do poprzedniej pozycji czyli strojenie współczynnika. Teraz z kartonu,brystolu wykonujemy 7-8mm pasek na obrzeże i wnętrze sondy i obklejamy nim laminat dookoła po obwodzie zewnętrznym i wewnętrznym tak aby powstał płaski pojemnik,który można wypełnić żywicą. Można tak ale cewka będzie bardzo ciężka, aby tego uniknąć należy wyciąć następne 5mm paski z kartonu i przykleić w odległości 1-1,5 cm za cewką nadawczą od wewnątrz powstanie wtedy tylko miejsce na zalanie cewki nadawczej. To samo wykonać po obwodzie cewki kropelki na zewnątrz. Teraz należy wstawić żebra wykonane z 5mm sklejki jako paski 1,5cm szerokości. Długość tak dopasowywać aby mieściły się między przyklejone paski kartonu od cewki nad. i kropelki. Ilość żeber to ok. 8szt które przykleić do dna sondy wg rysunku. Rozrobić trochę żywicy epoksydowej i zalać dookoła tylko cewkę nadawczą na wysokość przyklejonych pasków kartonu tak aby pokryło cewkę,poczekać do związania ok. 40min. Wszystkie czynności mogą być wykonywane podczas podłączenia do aparatury pomiarowej. Teraz etap bardzo trudny ponieważ schnąca żywica powoduje ściąganie a tym samym rozstrajanie sondy zmianę współczynnika kompensacji. Osobiście w tym miejscu stosuję wstępnie klej na bazie żywicy i pod kontrolą oscyloskopu na którym cały czas obserwuję współczynnik zalewam tylko szczelinę między cewką odbiorczą a ukształtowaną kropelką i polewam po całej cewce kropelce klej ten nie ma efektu ściągania podczas schnięcia i nie powoduje zmiany współczynnika. 14

15 Linia na oscyloskopie jest dalej stała, dopiero po związaniu kleju resztę wypełniam żywicą jednak ciągle kontrolując wskazanie oscyloskopu. W taki sposób powstaje już trwała konstrukcja sondy,po delikatnym wyrównaniu nierówności należy przykleić polewając żywicą lub innym klejem dokładnie wszystkie elementy styku z górną pokrywą sondy wyposażoną wcześniej w uchwyt do drążka i otwór 2x3 cm dokładnie nad polami lutowniczymi co pozwoli w przyszłości uniknąć rozbijania sondy w przypadku uszkodzenia kabla. Powstały otwór nad polami lutowniczymi zabezpiecza się dekielkiem przez który przeprowadzamy kabel w gumowej osłonce. Dekielek przyklejamy na silikon klejący UWAGI KOŃCOWE DO BUDOWY SONDY Grubość drutu na poszczególne cewki nie jest wartością krytyczną, o ile 0,4 można dostać z łatwością, to 0,27 stanowi pewien problem. Do wykonania cewek odbiorczych stosowałem zarówno drut 0,28 jak i 0,25 z takim samym skutkiem, choć w jednym przypadku po zastosowaniu drutu 0,27 z radzieckiego transformatora i drutu 0,35 na cewkę nadawczą oraz 0,4 na korekcyjną osiągnąłem lepsze parametry sondy o ok. 10% Uwaga druga w przypadku niemożliwości doprowadzenia w trakcie strojenia do uzyskania zerowego współczynnika należy skorygować liczbę zwoi cewki korekcyjnej i aby ocenić czy należy zwoje dowinąć czy odwinąć należy obserwować efekt wcześniejszego strojenia. Jeżeli w trakcie ściskania korekcyjnej współczynnik maleje ale nie może dojść do zera to należy dowinąć 1-2 zwoje w przeciwnym wypadku należy odwinąć. Podczas ostatniego eksperymentu z sondą o parametrach podanych w dokumentacji musiałem odwinąć 2 zwoje od cewki korekcyjnej. Natomiast po zmniejszeniu średnicy cewki nadawczej do 26cm (długość druty pozostaje stała) nie potrzeba było dokonywać korekty w uzwojeniach cewki korekcyjnej 15

16 Widok sklejkowych żeber przyklejonych równo z wysokością cewki W tym przypadku zrezygnowałem z przyklejania paseczków kartonowych po obrzeżach sondy wewnątrz których miała być zalana ŻYWICA. Wstępnie cewki po przyklejeniu i skompensowaniu zostały nasączone kilkoma tubkami kleju CYJANOPAN, tylko szczelina między cewką odbiorczą a korekcyjną została zalana ŻYWICĄ co widać na zdjęciu. Po wykonaniu tych czynności na sam koniec cewka nadawcza została także polana po wierzchu żywicą (dodatkowe wzmocnienie). UWAGA - kleje posiadają szkodliwe dla zdrowia związki lotne mogące prowadzić do zatruć. Zachować szczególną ostrożność podczas nasączania i klejenia, prace wykonywać w stale wietrzonym pomieszczeniu 16

17 Rysunek pokazujący ułożenie cewek, żeber usztywniających i sposobu korekcji Linia przed i za żebrami to pionowo przyklejony 5mm pasek brystolu, który ograniczy miejsce zalewania żywicą do samych cewek. Po obrzeżu wew. i zew. należy przykleić podobne 7mm paski 17

18 Schemat połączenia cewek i podłączenia do pól lutowniczych wewnątrz sondy Schematyczny przekrój przez sondę ukazujący umieszczenie poszczególnych cewek Uchwyt drążka 18

19 Z podwójnie sklejonego laminatu bez folii miedzianej o wymiarach 65x40mm wykonać dwa elementy według zamieszczonego wzoru. Podcięcia u dołu mają mieć 6x6 mm, otwór przystosowany do śruby i dwa otwory 3mm w dolnej części przez które będą przetknięte kliny po włożeniu tych elementów w szczeliny w górnej części pokrywy sondy Obok otworu,który będzie się znajdował nad polami lutowniczymi wyciąć dwie szczeliny 53mm długie i ok. 3mm szerokie w odległości od siebie dopasowanej do szerokości końcówki drążka. W szczeliny włożyć dopasowane elementy i zaklinować dorobionymi patyczkami, całość od spodu posmarować żywicą co sklei, uszczelni i umocni uchwyt. Tak przygotowaną pokrywę przykleić do reszty sondy, aby otwór znajdował się dokładnie nad polami lutowniczymi 19

20 Jeszcze kilka szczegółów budowy sondy

21 21

22 Technika poszukiwań W związku z rodzajem pracy (STATYCZNY) przeszukiwanie terenu winno odbywać się w następujący sposób: 1. Przygotować urządzenie do pracy (złożyć jeżeli konstrukcja jest składana, ustawić odpowiedni kąt sondy względem podłoża, dopasować do ręki ) 2. Przełącznik pracy ustawić na G 3. CZUŁOŚĆ jeżeli jest na ¾ 4. Włączyć zasilanie 5. Nacisnąć RESET 6. Zbliżyć do przedmiotu metalowego np. saperka i ustawić siłę głosu (najlepiej pracować na słuchawkach) 7. Powrócić w miejsce gdzie nic nie ma i ponownie nacisnąć RESET na 2-3 sekundy 8. Powoli unosić sondę i obserwować wskazówkę i tak regulować pokrętłem G aby podczas unoszenia i opuszczania nad grunty nie obserwować znacznych zmian, w głośniku lub słuchawkach musi pozostawać cisza. Każdą regulację ponawiamy naciskając RESET 9. Tak przygotowanym sprzętem dokonujemy przeszukania terenu prowadząc sondę równolegle do ziemi starając się utrzymać jednakową wysokość. 10.W momencie pojawienia się sygnału w danym miejscu odsuwamy sondę od tego miejsca do całkowitego zaniku sygnału i: Przełącznik rodzaju pracy przestawiamy na D Pokrętłem lub przełącznikiem (zależnie od zastosowania) ustawiamy stopień wielkości odrzucanego żelaza Naciskamy RESET Powracamy sondą w miejsce wcześniejszej lokalizacji Wychylenie wskazówki w prawo z pojawieniem się sygnału świadczy o obecności w gruncie Diamagnetyku Szybkie wychylenie w lewo potem w prawo i pojawienie sygnału to obecność dużego żelaza nie odrzuconego przez przyrząd Wychylenie wskazówki w lewo bez sygnału to obecność małego żelaza odrzuconego Staramy się określić metodą krzyża maxsimum sygnału,które świadczy o miejscu zalegania przedmiotu. 11.Ponownie przełączamy na G i procedura od początku, a wszystko w związku ze STATYCZNYM rodzajem pracy czyli przeszukanie prowadzimy na G bo tylko wtedy działa eliminacja wpływu gruntu na pracę urządzenia, a określenia dokonujemy po lokalizacji i przełączeniu na D niejako w miejscu,stąd STATYCZNY rodzaj pracy 22

23 Drugi sposób dla zaawansowanych Teraz niezależnie od opisu po złapaniu trochę doświadczenia można przeszukiwać teren z przełącznikiem w pozycji D, będzie to troszeczkę trudniejsze, ale możliwe trzeba tylko zgrać się ze sprzętem. Osobiście zawsze mam ustawiony przełącznik na D i po włączeniu zasilania naciskam Reset ok., 7cm nad gruntem i opuszczam sondę jeszcze niżej wtedy prowadząc sondę dostaję tylko sygnały o Diamagnetykach i metalach nie odrzuconych, ale praktyka pozwala na podstawie dźwięku szybko samemu zidentyfikować sygnał i rodzaj metalu. Ta metoda wiąże się z koniecznością dość częstego naciskania Reset W miarę upływu czasu będzie to już rutynowa czynność. Rodzaj pracy D/G zależy głównie od tego czego spodziewamy się znaleźć Inny sposób wykonania obudowy (dwa moduły: elektronika i wskaźnik z RESET) Dobieranie elementów dyskryminacji za pomocą oscyloskopu 23

24 Warunki pomiaru Wejście X oscyloskopu podłączyć do punktu 1 płytki Wejście Y oscyloskopu podłączyć do nogi nr.6 US12 Ustawić wzmocnienia X i Y oscyloskopu na równe amplitudy np. 6 działek na skali ekranu Tak dobrać wartość układu P2,R59 ewentualnie dołożyć peerek montażowy aby przy przełączniku na G uzyskać takie przebiegi pokręcając potencjometrem G jak na rys.a Pomiaru dokonywać przy sondzie oddalonej od przedmiotów metalowych Po przełączeniu w pozycję D sprawdzić przebiegi względem rys.b dla poszczególnych nastaw dyskryminacji na potencjometrze P6 lub przełączniku skokowym rys.a rys.b 24

25 Wykaz elementów rezystory i inne Rezystory 0,5W MŁT najlepiej 1-5% Nr. Wartość Nr. Wartość Nr. Wartość Inne elementy R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 R17 R18 R19 R R21 R22 R23 R24 R25 R26 R27 R28 R29 R30 R31 R32 R33 R34 R35 R36 R37 R38 R39 R40 330k 47k 2,2k 2,2k 100k 1M 47k 18k 560 om 560 om 10k 10k 1k 18k 1k 10k 10k 33k 10k 100 0m P1 10k A,B P2 10k A,B P3 10k A,B P4 4,7k A,B P5 22k P6 10k A,B Przycisk RESET Gniazdo i wtyk 5 pin Gniazdo słuchawkowe Przełącznik D/G Przewód 4x1 w ekranie Wskaźnik wychyłowy 100 ma Włącznik zasilania Słuchawka W66 10k 2k 2k 10k 47k 510k 47 om 10k 1,8k 2k 470 om 330k 270 om 10k 2,2k 10k 2,2M 47k 330k 330k 47k 47k 100k 100k 10k 1k 1k 47 om 2,2k 6,8k 470k 100k 47k 330k 2,2k 2,2k 100k 100k 47k 100k R41 R42 R43 R44 R45 R46 R47 R48 R49 R50 R51 R52 R53 R54 R55 R56 R57 R58 R59 R65 Kondensatory i półprzewodniki Kondensatory dobrej jakości MKT WIMA 5% C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 ~150n 1n 2,2n 680p 330p 470n 150n 2n 470n 470n 470p ~18p 3,3n 150n 470n C16 C17 C18 C19 C C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 100n 100n 470p 330p 150n ~150n 100n 100n 100u 470u 470u 10n - US1 US2 US3 US4 US5 US6 US7 US8 US9 US10 US11 US12 T1 T2 T3 Tabele napięć i przebiegów 25 CA 3080E T4 CA 3130E T5 CD 4016 T6 ua 741 T7 ua 741 D1 CA 3080E D2 CD 4017 D3 CA 3080E D4 CA 3080E D5 UL 1111 D6 CA 3080 D7 ua 741 D9 BF 196 B BF 196 B BC 108 BC 108 BC 177 B,C BC 108 BC 177 B,C Dowolna Si Dowolna Si 1N4001 1N4001 BZP 8V BZP 3,3-3,9V 811 1,6V ICL8069

26 Lokalizacja Ozn. Nr. Elemen. Wypr. US10 T5 T1 T2 US4 US1 US E B E C B E C 2, Napięcie Stałe V Przebieg Oscyloskopowy Rys. Amplituda Przebiegu V Generator sinusoidalny 5kH -0, ,15 1 1,7-7,40 2 0,8 0,9-7, 1 1, ,00 3 zmienne -8,60 0 0,00-4,70 8,0-0,90 4 0,15 +8,70-7,50 5 0,05-8,30 5-7,30 2 0,8 0,9-0,30 6 0,013 Wzmacniacz sygnału sondy odbiorczej 0 0,008-0,70 0,008 +8,80 0 0,008-0,70 0,008 +4,85 7 <0,002 +4,90 7 <0,002 +4,85 8 0,015 Prawa gałęź mostka układu 0 0, ,002-7,85 9 0, ,007 +4,90 sinus szum <0,005 +4, ,015-7, ,013 0,2 0,3 sinus szum * US ,80 +0,01 US ,2 +0,2 Lewa galęź mostka 9 Uwagi Amp.zal.od D5 Wszystkie napięcia stałe mierzone woltomierzem cyfrowym, a przebiegi oscyloskopem w stosunku do masy Wartość pocz. dowolnie większa spada po naciśnięciu RESET Działa automatyczne dostrojenie Poziom napięcia stałego zmienny i zależy od dostrojenia P4 0,004 0,004 0,0 0,008 Mieszacz i wzmacniacz końcowy *- orientacyjna wartość progu słyszalności 26

27 T4 T3 US11 T7 US9 T6 US7 D6,D7 US12 6 E B C E +0,4 (odcięcia) sygnału +0, ,4 13 ~ 0,8...* +8, ~ 0,01...* Przesuwnik fazowy, generator stabili. napięcia sinusojdalnego 2 0 Szum <0, , , ,90 6-0,10 0,2 7 +8,70 E -0, 15 0,003 B -0, ,005 C -7, , ,90 0, , , , ,0 6-0,22 sinus szum 0,007 Dzielnik częstotliwości roboczej B -1,40 9 5,00 C +4, , , ,00 8,13,15 0-7,65 4,6 2-0,01 0,005* 3-0,01 0,005* 6-0,01 5,00 Opis funkcji potencjometrów P1- ustawianie czułości urządzenia (można z niego zrezygnować i zastąpić rezystorem 10k) P2- eliminacja wpływu efektu gruntu (działa tylko gdy przełącznik jest na G) P3- regulacja siły głosu P4- regulacja progu odcięcia sygnały tzn. służy do ustawienia 0 na wskaźniku, od tego miejsca wychylenie w prawo łączy się jednocześnie z pojawieniem dźwięku może być zastąpiony peerkiem na stałe. Jednorazowe ustawienie 0 nie powoduje jego odstrojenia po naciśnięciu reset wskaźnik zawsze powinien wracać w to samo miejsce 0 P5- peerek do kalibracji wskaźnika P6- Dyskryminacja ustawienie wielkości odrzucanego żelaza lepiej zastąpić przełącznikiem trzypozycyjnym (działa tylko w pozycji przełącznika na D) Orientacyjne oscylogramy do tabel względem numeracji 27

28 (Oscylogramy poglądowe) rys. 1 rys. 4 rys. 7 rys. 2 rys. 5 rys. 8 rys. 3 rys. 6 rys. 9 28

29 rys. 10 rys. 11 rys. 13 rys. 16 rys. 12 rys. 14 rys.15 rys. 17 rys. 18 rys. 19 rys. 29

30 ERRATA DO BUDOWY POWYŻSZEGO MODELU Jeden wzór z załącznika z płytkami drukowanymi zawiera wzór płytki jednostronnej na której brak jest układu klucza elektronicznego 4016, który został pominięty celowo ponieważ jego zadanie jest zbędne a pozwoliło to uprościć układ. W układzie można wykorzystywać także dwa rodzaje pamięci CA3130 i CA3140 płytka według tego wzoru jest przygotowana i nie wymaga to żadnych przeróbek. Powyższe zmiany można zastosować we wszystkich wzorach płytek. Poniżej załączam wycinek poprawionego schematu z wyeliminowanym układem 4016 W załączniku z płytkami jest jeszcze prototyp płytki wykonanej za pomocą programu EAGLE 4.11,która została już przetestowana i sprawdzona nie posiada przypadkowych błędów jest to płytka obustronna Budując sondę można zastosować inne wymiary cewek Sonda 26cm Cewka nadawcza 2x50zwoi drutu 0,4 na szablonie 25,5cm Cewka korekcyjna2x22zwoje drutu 0,4 na szablonie 17,5cm Cewka odbiorcza 2x68zwoi drutu 0,28 na szablonie 14cm 30

31 Sonda o tych parametrach została przetestowana praktycznie w kilku układach tego samego wykrywacza, spisuje się bardzo dobrze i na rekreacyjne poszukiwania jest znacznie lepsza Koniec Dokumentacja powstała na potrzeby własne w oparciu o przemyślenia podczas własnoręcznej konstrukcji urządzenia, którego budowa opierała się o wcześniej zakupioną instrukcję, dlatego publikowanie materiałów innych niż tekst i zdjęcia może być potraktowana jako naruszanie praw autorskich osób, które opracowały pierwowzór materiałów. 31