Metal detector semplice e potente
Metal detector semplice e potente
Mia figlia si è messa in testa di voler usare un metal detector per la ricerca di reperti antichi, dove abito ci sono molti campi da esplorare, la possibilità di ritrovamento sono molto basse ma, con un po di fortuna si riesce a trovare reperti che vanno dall’epoca etrusca fino alla seconda guerra mondiale. Non volendo spendere per una voglia che potrebbe durare meno di un mese per poi, ritrovarmi con un metal detector in casa che prende polvere ho deciso di costruirne io uno. Apprezzo questo hobby, perché rilassa e lascia la mente libera dai problemi quotidiani. Attualmente i metal detector commerciali sono dotati di microprocessori, questo facilita l’elaborazione delle informazioni, rendendoli più veloci e più precisi nell’identificazione e localizzazione dei metalli.
Ma ci sono diversi rivelatori non elaborati che hanno successo tra coloro che vogliono realizzare i propri metal detector, tra cui il Surfmaster PI e questo http://blog.novaeletronica.com.br/pi-polones-construa-seu-detector-de-metal/
tutti di tecnologia PI (Pulse Induced). Ma anche questi rivelatori sono considerati da molti difficili da realizzare, per questo motivo ho deciso di progettare una versione di metal detector più semplice, ma con tecnologia PI.
Sebbene molti tecnici non siano d’accordo, un rilevatore PI può discriminare se ben progettato, diversi metalli, dipende dalla frequenza di campionamento.
Metal Detector Amilcar PI
Il mio metal detector che con falsa modestia ho chiamato Amilcar Pi è facile da costruire è già preregolato per la massima efficienza e non contiene componenti difficili da reperire e cosa non da meno è anche a bassissimo costo.
Il metal detector è composto da due unità principali, un trasmettitore che utilizza il generatore di impulsi strettissimi da 150uS, dalla letteratura reperita in rete risulta la soluzione più efficiente e a minor consumo. Questi impulsi amplificati da un mosfet IRF740 pilotano una bobina emettritrice. La stessa bobina funge anche da ricevitore e il suo componente principale è il LM324, un quadruplo amplificatore operazionale.
La base di partenza di questo ricevitore prende spunto da un metal detector originariamente sviluppato in Russia. Di mio c’è la rielaborazione delle stesse idee con componenti europei e, già che c’ero ottimizzare la parte oscillatrice per risparmiare mA sempre utili per apparecchi funzionanti a batteria. Il risultato è stato un rilevatore molto simile al Surfmaster PI nel suo principio di funzionamento, ma molto più semplice e con “quasi” la stessa efficienza.
Il circuito elettronico funziona così: Si parte con un oscillatore a onda quadra che ruota su un operazionale oscillante ad una frequenza di circa 130Hz con rapporto on off molto sbilanciato Ton=7,3mS mentre Toff=0,15mS.
L’uscita viene invertita da Q2 che serve a pilotare il mosfet, la scelda di R6 ed R7 è studiata per compensare il fatto che l’uscita dell’operazionale non raggiunge mai la tensione di alimentazione, tipicamente 1,5V vengono “mangiati” dall’operazionale, il partitore serve appunto a fare in modo che quando l’uscita è a uno la Vbe del transistor sia sotto la soglia di conduzione mentre quando è a zero riesca a portarlo in saturazione. Le resistenze R8 ed R9 assicurano che il mosfet abbia fronti di salita e discesa molto rapidi per evitare inutili dissipazioni di calore e dare la massima potenza alla bobina trasmittente. R11 insieme a D3 e D4 con C4 fungono fa rivelatore per la extra tensione indotta quando si interrompe il pilotaggio del mosfet. Risulta palese che esa sarà tanto più alta quanto più un elemento metallico si troverà nel circuito magnetico della bobina. R12, R13 ed R14 fissano i livelli di soglia del comparatore per la rivelazione del segnale in maniera da non avere nulla in cuffia se non in presenza di un oggetto metallico. R15, r16, R17 il potenziometro e C3 servono a filtrare le frequenze troppo elevate e contemporaneamente regolano il volume delle cuffie. C7, R18 e l’ultimo transistor amplificano il segnale captato ad un livello ottimale per le cuffie.
L’assorbimento a vuoto si assesta sui 20mA, questi accorgimenti garantiscono una durata accettabile della batteria da 9V, nulla vieta però di usare un pacco batterie al Litio 2S o 3S per una intera giornata di ricerche senza interruzioni.
La bobina del metal detector
La costruzione della bobina del metal detector è semplice, la bobina è composta da 25 spire di filo da 0,5 mm con un diametro di 19 cm.Con questa impostazione la sensibilità a una moneta da 25 mm è di 20 centimetri. Altri diametri possono essere testati per un risultato ottimale, la tabella sottostante da alcune indicazioni in merito al numero di spire in funzione del diametro per avere sempre una induttanza di circa 400uH
| Diametro bobina | Numero di spire | induttanza |
| 100 mm | 42 | 402uH |
| 120mm | 36 | 405uH |
| 150 mm | 31 | 394uH |
| 175 mm | 28 | 387uH |
| 190 mm | 25 | 401uH |
| 200 mm | 26 | 406uH |
| 250 mm | 22 | 380uH |
| 300 mm | 20 | 390uH |
| 400 mm | 17 | 396uH |
| 500 mm | 15 | 400uH |
La basetta a doppia faccia dell’elettronica è 44mm x 58mm ma non è critica e potete realizzarla come più vi aggrada
Io per il momento ho lasciato tutto in mano a mia figlia, per lo meno fino a quando non si sarà stufata del nuovo “giocattolo” e lo riporrà su un mobile a prendere polvere.
Saluti Amilcare
Prima di tutto un saluto a tutti. Scusatemi ma non sono pratico di forum e simili.
Sono Angelo ultimo arrivato. Un vecchietto che per non rimbecillire si diletta a costruire giocattoli elettronici per e con i nipotini.
Sig. Amilcare, senza complimenti, sei veramente bravo! Mi sono imbattuto per caso nel suo progetto metaldetector, mi e’ piaciuto molto.
ho deciso di realizzarlo per mio nipote Helghin, Vivo all’estero e mi e’ difficile reperire materiale, comunque , se possibile, potreste fornire i
Disegni del PCB ? Te ne sarei molto grato.
Grazie.
Benvenuto Angelo. Sono anch’io un AIRE. Vedo che l’articolo è di ampio interesse.
Per fare lo stampato, visto che spendiamo il tempo a passare la giornata, basta stendere il circuito in un programma di progettazione elettronica. Uno valido potrebbe essere Kicad (https://www.kicad.org/) Eagle, oppure farlo online con http://www.geda-project.org/ e altri come Altium, LabCenter Proteus.
Poi una volta ottenuto i Gerber, si può con modica spesa far fare lo stampato (PCB per gli anglosofi) dai cari cinesi, o anche, avendo un po po di tempo svilupparlo home made.
Per i componenti, basta cercarli sui distributori internazionali come RS-online, Element14, Mouser e Digikey, senonché quelli locali. Salvo che ci si trova nell’area ASEAN che offre una buona relazione con la Cina e quindi ordinare alla Aliexpress.com e a volte ci mette un paio di settimane.
Salve ” Picmicro”,
L’argomento e’ veramente seguito, almeno qui in Albania,
grazie per i suggerimenti, li ho trovati utili, Io vivo in Albania, Aliexpress.com lavorava bene,
ma ultimamente da quando e’ subentrato ” Alibaba” arrivano il 25% di ordini con pacchetti vuoti. Una delusione. Ultimamente ordino in un negozio a Padova, Me li porta un amico che va e viene per fatti suoi.
Un caloroso saluto.
Beh, essendo in Europa, si può affidarsi anche alla polacca https://www.tme.com.
Ho risposto ai tuoi messaggi privati
Grazie molte , per la cortesia , la solersia e la pazienza, grazie ancora.
sono riuscito ad aprire il file. Ora vediamo cosa (( io )) saro’ capace i fare.
Un caloroso saluto.
Mi chiamo Daniele e sono di Bologna, volevo chiederti gentilmente se è possibile cambiando l’amplificatore, migliorarne la potenza di questo metal detector. Ti ringrazio e ti auguro una buona giornata a te e la tua famiglia.
Questo metal detector ha limitati margini di miglioramento.
Come puoi vedere tu stesso il numero dei componenti è ridotto al “minimo sindacale”.
Per avere più potenza dovresti aumentare la corrente circolante nella bobina ma, sfortunatamente l’opzione comporterebbe la durata delle batterie ridotta a livelli non sostenibili.
Per una maggiore sensibilità va sfruttato un altro sistema di rilevamento. Occorre passare a circuiti con due bobine accordate, una emittente ed una ricevente, la presenza di un qualsiasi metallo tra le due bobine influisce sul segnale captato dalla bobina ricevente sia come ampiezza che come frequenza.
Rivelando questa variazione è possibile discriminare la dimensione del metallo o la sua profondità.
Buongiorno, per caso avrebbe delle foto più dettagliate del PCB? o uno schema dove si riesca a replicarlo meglio? ( scusi ma sono alle prime armi…) . grazie alex7_it@yahoo.it
Buongiorno Amilcare, mi interesserebbe provare a costruire questo PI, avresti uno schema del PCB o una foto da ‘copiare’ meglio? grazie alex7_it@yahoo.it
Buongiorno! Grazie per il PCB)) capisco J4 collegare le batterie, J2 collegare il pulsante di accensione del dispositivo?
Si è proprio così
Buongiorno! Posso ottenere una spiegazione, un transistor di uscita su un suono BC547 o simile? Posso ottenere una foto PCB senza componenti? Voglio provare a ripetere la costruzione, se possibile! Mi scuso per il mio italiano, vengo dalla Russia dalla Siberia)) la mia posta se puoi aiutare)) maximpolischuk88@gmail.com
Il transistor può essere sostituito con un qualsiasi equivalente NPN con almeno 20V Vce e una corrente di almeno 100mA.
Il tuo italiano mi sembra buono
Per lo stampato vedo di trovare i file originali e te li mando. Comunque la realizzazione è semplice, il mio prototipo iniziale lo ho realizzato su millefiori.
Grazie mille)) Aspetterò con impazienza))
Ti ho risposto in privato
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Ciao, usando la formula dell induttanza di un solenoide, con i tuoi dati: 25 spire con diametro filo 0.5mm e diametro bobina 19 cm supponendo che le spire sono sovrapposte l’una all’ altra mi esce un induttanza di 0.00178 H e non 400 microH (400*10^-6 H). Che formula hai usato?
Non ho usato formule la ho solamente misurata
Buongiorno! Posso ottenere una spiegazione, un transistor di uscita su un suono BC547 o simile? Posso ottenere una foto PCB senza componenti? Voglio provare a ripetere la costruzione, se possibile! Mi scuso per il mio italiano, vengo dalla Russia dalla Siberia)) la mia posta se puoi aiutare)) maximpolischuk88@gmail.com
Su Play Store ho trovato un programmino gratuito, per calcolare l’induttanza di qualunque bobina, come in questo caso
anche le sonde dei metaldetector. A me e’ stato di grande aiuto nella costruzione di molte induttanze, spero lo sia anche per voi.
dimenticavo: si chiama ” COIL32 “
buongiorno Amilcare, sto realizzando il metal detector, ho due domando:
1) ho sviluppato il PCB usando 3 operazionali singoli per semplificare i collegamenti ma non so quali operazionali utilizzare. Ho dei TL071, possono andare bene?
2) visto che il pcb è stato in una basetta 5 x 7 cm avrei intenzione di usarlo anche come cercafili posti sotto intonaco e quindi oltre alla bobina normale proverò ad avvolgere anche una bobina di diametro inferiore: 5 o 6 cm massimo Pensi possa essere una buona idea?
Grazie