Обзор импульсных металлодетекторов

проект "TPIMD" (Tiny Pulse Induction Metal Detector) исследователя Jon Mundall - http://www.miymd.com/index.php/projects/tpimd/
В своей оригинальной конструкции он использует две батареи - одна (12 В) питает генератор и силовую часть, а вторая (9 В) - приемную, причем "плюс" первой батареи соединен с "минусом" второй:

 схема металлодетектора "TPIMD"
схема металлодетектора "TPIMD"

Ключевой MOSFET (выдерживающий напряжение до 200 В) управляется микроконтроллером ATTiny25 через драйвер TC4420 (ток до 6 А, управляется логическим уровнем). Автор рекомендует длительность импульса тока в катушке 250 мкс, так как более длинный импульс вызывает эффект магнитного насыщения грунта и усложняет поиск мишеней. Резистор R1 (рекомендуется 680 Ом) предотвращает возникновение затухающих колебаний в катушке - обеспечивает апериодичность переходного процесса.

При отключении MOSFETа в катушке возникает импульс напряжения самоиндукции (автор называет его "flyback"). Диоды D1, D2 ограничивают поступающее с катушки напряжение до 0,7 В (при этом резистор R2 ограничивает ток), которое подается на аналоговый вход PBx микроконтроллера. Это ограничение вполне допустимо, так как влияние вихревых токов в мишени проявляется только на последних нескольких вольтах затухающего напряжения на катушке. Микроконтроллер сравнивает поступающее от катушки напряжение с опорным напряжением в несколько милливольт.

В своем программном коде для микроконтроллера Jon Mundall приводит следующее интересное описание:
металлоискатель на микроконтроллере
Таким образом, ширина импульса TX (интервал времени, в течение которого MOSFET открыт) составляет 250 мкс (как отмечалось ранее).  

проект "Hammerhead" исследователя Carl Moreland - http://www.geotech1.com/cgi-bin/pages/common/index.pl?page=metdet&file=projects/hammerhead/index.dat
Carl Moreland
Carl Moreland

блок-схема металлодетектора "Hammerhead"
блок-схема металлодетектора "Hammerhead"

В этом металлоискателе в качестве диодов D1, D2 использованы популярные 1N4148, резистор R2 имеет номинал 1 кОм. Резистор R1 следует выбирать в пределах 200 ... 800 Ом (рекомендуется 680 Ом). Катушку рекомендуется наматывать диаметром 25 см 26 витками медного лакированного провода диаметром 0,4 мм (ее индуктивность при этом составит 500 мкГн).

Параметры различных импульсных металлодетекторов

L, мкГн R1, Ом R2, Ом Примечание
350 680 30000 Jon Mundall
500 680 (200...800) 1000 "Hammerhead"
  390 1000 "Surf PI"

Яндекс.Метрика