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

VOTO
18 commenti
    • Amilcare
      Amilcare dice:

      Non posso, lo scorso anno ho perso un mare di cose a causa di una rottura sullo HDD del mio PC.
      Ora ho appreso la lezione e i miei dati ora sono memorizzati in tre posti diversi e fisicamente distanti tra loro. In tre anni tra il furto nel PC principale del laboratorio prima e la rottura del vecchio PC rimasto perché schifato dai ladri ho perso anni di esperimenti ed appunti.
      Non mi do per vinto sono un combattente ed ad ogni caduta mi rialzo e continuo per la mia strada ancora più motivato di prima.

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    walter dice:

    Da tempo cercavo uno schema per iniziare in questo campo, complimenti, semplice, senza tante complicazioni e per la prima volta una tabella con i dati per costruire la bobina con il diametro che più conviene a ciascuno. Ho progettato il circuito stampato ma sono fermo perché nello schema non capisco la sezione alimentazione che è dotata di 2 connettori a 2 pin: un pin a massa, 2 pin collegati insieme a “Batteria” e l’ultimo dei 4 pin collegato a “9V”. Occorrono 2 batterie? Grazie se mi risponderai

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    • Amilcare
      Amilcare dice:

      No non servono due batterie il primo connettore fa capo alla batteria mentre il secondo connettore è il pulsante di accensione. Come potrai notare sta in serie tra il connettore batteria e il capo 9V

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      walter dice:

      accidenti, mi sono scervellato per parecchie ore cercando di capire quale fosse il mio errore e alla fine mi sono arreso. Mai avrei pensato all’interruttore. Grazie di tutto cuore

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  2. Avatar
    plinio dice:

    bello! potresti fare un video di test di profondità in aria con le varie monete/pezzi metallici? Oppure dare qualche dato, tipo che distanza raggiunge con una moneta da 1 euro ecc. ecc.
    grazie

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  3. Avatar
    theremino dice:

    Era tanto che volevo costruirne uno, ma vedere schemi inutilmente complessi mi ha sempre fermato.
    Il tuo schema invece, pur essendo semplice, ha tutto il necessario per funzionare bene, appena riesco a trovare un po’ di tempo lo provo.

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