ჩემი პულსის ლითონის დეტექტორი Arduino-ზე. ერთ-ერთი მარტივი მეტალის დეტექტორი დისკრიმინატორით „Megatron My pulsed ლითონის დეტექტორი Arduino-ზე - FoxyPI პროექტზე

ინფორმაცია მოცემულია მხოლოდ საგანმანათლებლო მიზნებისთვის.
საიტის ადმინისტრატორი არ არის პასუხისმგებელი მოწოდებული ინფორმაციის გამოყენების შესაძლო შედეგებზე.

საფასური არდუინოშეიძლება გამოყენებულ იქნას პულსური ლითონის დეტექტორში ( პულსის ინდუქციური ლითონის დეტექტორი (PI)) როგორც პულსის გენერატორი, ასევე შედეგების დამუშავებისა და ჩვენებისთვის.

შეგიძლიათ მეტი წაიკითხოთ ანალოგური პულსური ლითონის დეტექტორის მუშაობის პრინციპების შესახებ.

ჩემი იმპულსური ლითონის დეტექტორი Arduino - FoxyPI პროექტზე

ვერსია 1 (FoxyPI v1) (მოძველებული)
Რა არის ახალი:პირველი ვერსია.
GNU General Public License v3.0,ხელმისაწვდომია გითჰუბისაცავში https://github.com/Dreamy16101976/foxyPIv1.

პროტოტიპის ტესტირების ვიდეო: https://youtu.be/VWCA6jYK5tY

ვერსია 2 (FoxyPI v2) (მოძველებული)

Რა არის ახალი:

• დაამატა გაანალიზებული კოჭის პულსის ხანგრძლივობის საშუალო შეფასება "მოძრავი საშუალო" ალგორითმის გამოყენებით ( მოძრავი საშუალო, მ.ა.);
• დაამატა იმპულსების ხანგრძლივობის, მათ შორის ინტერვალის, დაყოვნების დროისა და მოძრავი საშუალო ფანჯრის სიგანის კონფიგურაციის შესაძლებლობა მენიუს გამოყენებით, ასევე პარამეტრების შენახვა EEPROM;
• დაამატა ცვლილება სიგნალის ტონში, როდესაც იცვლება კოჭის პულსის ხანგრძლივობა;
• დამატებულია ლითონის დეტექტორის მუშაობის დინამიური რეჟიმი;
• დრაივერი შეცვლილია MOSFET;
• "+5 V" და "+12 V" გადამრთველები კომბინირებულია და თავისუფალი გადამრთველი გამოიყენება განათების გასაკონტროლებლად. LCD-ეკრანი;
• LED-ები დამატებულია სიგნალის სიძლიერის აღსანიშნავად.

ესკიზის წყარო კოდის ლიცენზია:საკუთრების .

Hex- ფაილი firmware FoxyPI(ვერსია 2.11) ამისთვის - .
როგორ გავანათოთ თექვსმეტი-ფაილი ბორტზე არდუინო, აღვწერე.

საველე ტესტირება და ძებნა(03/26/2016) - https://youtu.be/Xk4X6O1646M
პროტოტიპის ტესტირება(4.01.2016) - https://youtu.be/ikJbqUCbyvw

ლითონის დეტექტორის წრე (ვერსია 2):

ვერსია 3 (FoxyPI v3)

Რა არის ახალი:

• სიგნალის დონის დასადგენად, ეს არ არის შედარებითი, რომელიც გამოიყენება, როგორც წინა ვერსიაში, არამედ ADC არდუინო;
• ძებნის ორი რეჟიმი - დინამიური და სტატიკური (რეჟიმებს შორის გადართვა ღილაკის ხანგრძლივი დაჭერით);
• სიგნალის ინტეგრაცია გამოიყენება სტაბილურობის გასაუმჯობესებლად;
• შესრულებულია ინტეგრატორისა და მაღალგამტარი ფილტრის ემულაცია;
• მენიუს ელემენტები შეიცვალა;
• ჩართვისას ღილაკის დაჭერა იწვევს პარამეტრების მენიუში შესვლას;
• ღილაკზე დაჭერით იწყებს/აჩერებს დაბალანსებას;
• ოთხის ნაცვლად გამოყენებულია აუდიო და ვიზუალური ჩვენების ორი დონე.

ამ ვერსიაში არ არის მიზნობრივი დისკრიმინაცია.

ლითონის დეტექტორის წრე (ვერსია 3):

• გამორიცხულია შედარების გამოყენებასთან დაკავშირებული ელემენტები - R5, R6;
• op-amp-ის მომატების გასაზრდელად შეიცვალა რეზისტორის მნიშვნელობა R3 320 kOhm-ზე (შედგება ორი რეზისტორისგან 220 kOhm და 100 kOhm ნომინალური მნიშვნელობებით);
• მიკროკონტროლერის კვების ბლოკი შეიცვალა.

ლითონის დეტექტორის წრეში ორი ერთმანეთისგან იზოლირებული „მიწა“. - ანალოგური (მიწის ხატი) და ციფრული (საბინაო ხატულა).

ესკიზის წყარო კოდის ლიცენზია : საკუთრების.

Hex- ფაილი firmware FoxyPI -

ელფი- ფაილი firmware FoxyPI(ვერსია 3.3 დათარიღებული 04/16/2019, პირველი ხელმისაწვდომი firmware ვერსია 3.3) for -

როგორ გავანათოთ თექვსმეტი-ფაილი ბორტზე არდუინო, აღვწერე.

"ჰაერის" ტესტების ვიდეო დინამიურ რეჟიმში (04/07/2019, ვერსია 3.2) - https://youtu.be/HzIiA9ws0Ak
"ჰაეროვანი" და "მიწისქვეშა" ტესტების ვიდეო დინამიურ რეჟიმში (04/11/2019, ვერსია 3.3) - https://youtu.be/GwRvhjCmOE4
"ჰაერის" ტესტების ვიდეო სტატიკურ რეჟიმში (04/13/2019, ვერსია 3.3) - https://youtu.be/1ulevNWBZ9A

ელექტრონული ერთეულის გარეგნობა:


ხედი ზემოდან:
1 - LCD-ეკრანი
2 - LED
3 - პიეზოდინამიკური
4 - კონტროლის ღილაკი
5 - LCD ეკრანის განათების შეცვლა
6 - დენის შეცვლა
7 - LED-ები, რომლებიც მიუთითებენ სიგნალის სიძლიერეს

ლითონის დეტექტორი ტრანსპორტირდება დაშლილი სამ ნაწილად - ელექტრონიკა და ელექტრული ერთეულები სახელურით, ღეროებით, მავთულით:

აწყობილი ლითონის დეტექტორის გარეგნობა:

ლითონის დეტექტორის მუშაობა

ლითონის დეტექტორის ჩართვა და ჩართვა

როდესაც ჩართავთ ლითონის დეტექტორის ენერგიას (გამრთველი 6), ათვლა ჯერ იწყება:

მენიუს ელემენტებს შორის ნავიგაციისთვის საჭიროა ღილაკის (4) მოკლე დაჭერა (მწვანე LED ანათებს), ხოლო მენიუს ელემენტის შესარჩევად საჭიროა ღილაკის (4) ხანგრძლივი დაჭერა (წითელი LED ანათებს) :

მენიუს არჩეული ელემენტის პარამეტრების მნიშვნელობებს შორის გადასაადგილებლად საჭიროა ღილაკის (4) მოკლე დაჭერა (მწვანე LED ანათებს), ხოლო პარამეტრის მნიშვნელობის ასარჩევად საჭიროა ღილაკის (4) ხანგრძლივი დაჭერა. (წითელი LED ანათებს):

მენიუდან გასასვლელად აირჩიეთ " EXIT":

ათვლის დასრულების შემდეგ, შეტყობინება მოწყობილობის აღნიშვნით და პროგრამული უზრუნველყოფის ვერსიის ნომრით ("FoxyPI v3.x"), ლოგო გამოჩნდება ეკრანზე (1) და ხმოვანი სიგნალი ცვალებადი ტონით ჟღერს პიეზო დინამიკიდან ( 3), რომელიც შეესაბამება სხვადასხვა სიგნალის დონეს და თან ახლავს მოციმციმე LED-ები:

სამიზნეების აღმოჩენა ლითონის დეტექტორის გამოყენებით

შემდეგ, თუ მენიუში ჩანაწერი არ არის არჩეული, გამოჩნდება მოწყობილობის მიმდინარე პარამეტრები:

ლ - პულსის ხანგრძლივობა (μs, ჩვენ)
რ - პულსის გამეორების სიხშირე (პულსი/წმ, pps)
მე - ინტეგრატორის კოეფიციენტი
ფ - ფილტრის კოეფიციენტი
ს - ხმა (ჩართვა/გამორთვა, ჩართულია /გამორთულია )

შემდეგ ხდება დაბალანსება ( ნულოვანი) სტატიკური რეჟიმში:

ლითონის დეტექტორი მუშაობს ორ რეჟიმში:

• სტატიკური რეჟიმი (სტატიკური/არამოძრავი რეჟიმი) (ნაგულისხმევი) - სიგნალის დონე გათვალისწინებულია, არ საჭიროებს კოჭის მუდმივ მოძრაობას (შეიძლება გამოიყენოთ სამიზნის ადგილმდებარეობის გასარკვევად ( მინიშნება), და როგორც მთავარი საძიებო რეჟიმი);
• დინამიური რეჟიმი(დინამიური/მოძრაობის რეჟიმი) - მხედველობაში მიიღება სიგნალის ცვლილებების დინამიკა, ძიების პროცესში კოჭა უნდა იყოს გადაადგილებამიწის ზედაპირის ზემოთ

დაბალანსებისას მიზანშეწონილია გადაადგილებაკოჭა (მსგავსი მოქმედებების ძიებისას - ეს განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია დინამიურ რეჟიმში დაბალანსებისას). საჭიროა ავტომატური დაბალანსება ნიადაგის სუფთა ფართობზე(არა მიზნის ზემოთ) და არ შეიცავს მინერალებს. თქვენ შეგიძლიათ წაიკითხოთ ნიადაგის ჩარევის გავლენის შესახებ იმპულსური ლითონის დეტექტორზე.

მნიშვნელოვანია სცადოთ გადაადგილება ( წმენდა) ხვეული დედამიწის ზედაპირის პარალელურად, წინააღმდეგ შემთხვევაში, დედამიწის მაგნიტური ველის გავლენის გამო, კოჭზე გარკვეული ძაბვა იქნება გამოწვეული ( EFE -დედამიწის ველის ეფექტი), რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ცრუ სიგნალები: თუნდაც მხოლოდ კოჭის გადაადგილება მიწის ზემოთ:

თუ საძიებო კოჭა არასწორად არის გადაადგილებული, მასში $\Phi$ მაგნიტური ნაკადი იცვლება:

ეს აიხსნება იმით, რომ მაგნიტური ნაკადი განისაზღვრება გამონათქვამით:
$\Phi = (B\, S\, sin\, \alpha)$, სადაც $B$ არის დედამიწის მაგნიტური ველის ინდუქცია, $S$ არის ხვეულის კვეთის ფართობი, $\alpha. $ არის კუთხე კოჭის სიბრტყესა და დედამიწის მაგნიტურ ველს ველის ხაზების მიმართულებას შორის.
ზემოთ მოყვანილ ფიგურაში, კოჭის პირველ პოზიციაზე, მაგნიტური ნაკადი არის ნულის ტოლი, ხოლო გადაადგილებისას იგი იძენს არანულოვან მნიშვნელობას. კოჭის მეშვეობით მაგნიტური ნაკადის ცვლილების გამო, ელექტრომაგნიტური ინდუქციის კანონის მიხედვით, მასში ინდუცირებულია EMF, რომელიც ამახინჯებს მიღებულ სიგნალს.

კოჭის არაზუსტი მოძრაობა ზრდის სიგნალის დონეს 4000...5000-ით, ხოლო კოჭის ენერგიული მოძრაობა ჰორიზონტალურიდან ვერტიკალურ მდგომარეობაში - 15000...20000-ით.

ავტომატური დაბალანსების პროცესის დროს დაყენებულია ოპტიმალური საწყისი დაყოვნება და გაანალიზებული სიგნალის ხანგრძლივობა და ფასდება სიგნალის დინამიკა (დინამიურ რეჟიმში) ან სიგნალის დონე (სტატიკური რეჟიმში) „ნულოვანი“ დონის განახლებისას. თან ახლავს მოკლე ხმოვანი სიგნალი. როდესაც განახლება შეჩერებულია, დაბალანსება შეიძლება შეწყდეს ღილაკის (4) დაჭერით. თქვენ ასევე შეგიძლიათ დაიწყოთ/შეაჩეროთ დაბალანსება მუშაობის დროს ღილაკზე (4) დაჭერით. ავტომატური დაბალანსების დასრულების შემდეგ, მოცემულია მოკლე ხმოვანი სიგნალი და ნაჩვენებია "ნულოვანი" მნიშვნელობა (მაქსიმალური, ჩვეულებრივ ერთეულებში).

ამის შემდეგ იწყება ლითონის დეტექტორის მუშაობის ძირითადი ციკლი და ეკრანზე ნაჩვენებია მიმდინარე რეჟიმი ( MODE ) დეტექტორის მოქმედება, ᲜᲣᲚᲘ - დაბალანსების დროს მითითებული "ნულოვანი" დონის მნიშვნელობა (სტატიკური რეჟიმისთვის, ტიპიური მნიშვნელობები 120 000 - 125 000 როდესაც პულსის ხანგრძლივობა იცვლება 150-დან 250 μs-მდე, ის ოდნავ იცვლება) და RX - გაანალიზებული სიგნალის საწყისი და საბოლოო წერტილები (დიაპაზონი) (ტიპიური მნიშვნელობები - 16...43, , როდესაც პულსის ხანგრძლივობა იცვლება 150-დან 250 μs-მდე, ისინი ოდნავ იცვლება) პულსის ხანგრძლივობისთვის 150 μs) (რეჟიმებს შორის გადართვა ხორციელდება ღილაკის (4) ხანგრძლივი დაჭერით):

უბედურების ნიშნები(ნულოვანი დონე/დიაპაზონი)

• შესვენება კოჭაში - 12250 / 3...4 ან 23000 / 2...4
• არაინდუქციური კოჭა (ჩანაცვლება 10 Ohm რეზისტორით) - 23000 / 0...2 ან 1...3

საწყისი "ნულოვანი" დონის გავრცელების მაგალითი:

111289	111701	111762	111819	112029
111907	112067	111871	111827	111625

როდესაც აღმოჩენილია ლითონის „სამიზნე“ ობიექტი, ჟღერს ტონის შეცვლის ხმოვანი სიგნალი და ანათებს მწვანე LED (2), ისევე როგორც მწვანე ან წითელი LED-ები (7). აუდიოვიზუალური ჩვენების ბუნება იცვლება ჩანაწერის დინამიკის (დინამიურ რეჟიმში) ან დონის (სტატიკური რეჟიმში) შესაბამისად. RX-იმპულსი:

LED-ები	სტატიკური რეჟიმი	დინამიური რეჟიმი
	არ არის სამიზნე	არ არის სამიზნე
	სუსტი სიგნალის დონე	სიგნალის დონე მცირდება
	სიგნალის საშუალო დონე	სიგნალის დონე იზრდება
	ძლიერი სიგნალის დონე	-

ახლომდებარე ელექტრონულმა მოწყობილობებმა შეიძლება ხელი შეუშალოს ლითონის დეტექტორის მუშაობას:

ჩარევა მხრიდან LCD-ტელევიზორი (იგრძნობა მეტრამდე მანძილზე):

ჩარევა CFL-ებიდან (იგრძნობოდა ნათურის მახლობლად):

ქსელთან დაკავშირებული ტრანსფორმატორის მაგნიტური ველის ჩარევა ვლინდება ტრილის სახით - ძალიან ხშირი ოპერაციები:

ექსპლუატაციის დროს მოწყობილობა უნდა განთავსდეს სამუშაო ტელევიზორების, კომპიუტერების, დენის ტრანსფორმატორების, CFL-ების დაშორებით!

ლითონის დეტექტორის დაყენება

თუ ჩართვისას დააჭირეთ ღილაკს (4) ათვლის დაწყებამდე, შედით მენიუში, რომელიც საშუალებას გაძლევთ შეცვალოთ ლითონის დეტექტორის პარამეტრები.

მენიუს სტრუქტურა (ნაგულისხმევი პარამეტრები მონიშნულია):

• PULSE LEN- პულსის სიგრძე (100/ 150 /200/250 us)
• პულსის სიხშირე- პულსის გამეორების სიხშირე (10/20/30/40/50/60/70/ 80 /90/100 გვ.წ.)
• ინტეგრატორი კ- ინტეგრატორის კოეფიციენტი (5/ 10 /20/30/40/50)
• ფილტრი K- ფილტრის კოეფიციენტი (10/20/30/40/50/60/70/ 80 /90/100/110/120/130/140/150/160/170/180 /190/200)
• ხმა- ხმა ( ჩართულია/გამორთულია)
• EXIT- მენიუდან გასვლა

ღილაკზე (4) მოკლე დაჭერით გადადის მენიუს შემდეგ პუნქტზე, ხოლო ხანგრძლივი დაჭერით მიდის არჩეული პარამეტრის მნიშვნელობებზე.
მოკლე დაჭერით გადავა მომდევნო შესაძლო მნიშვნელობაზე, ხოლო ხანგრძლივი დაჭერით შეინახავს მიმდინარე მნიშვნელობას და გადავა მენიუს ზედა დონეზე (პარამეტრების სიაში).

შერჩევის შემდეგ EXITგამოდის მენიუდან და ინახავს პარამეტრებს EEPROM.

ლითონის დეტექტორის ტესტირება

ლითონის დეტექტორის შესამოწმებლად შეკრების დროს, შეგიძლიათ ჩატვირთოთ არდუინოტესტი firmware (3 ვერსიისთვის):

Hex- ფაილიტესტი firmware FoxyPI -

ელფი- ფაილიტესტი firmware FoxyPI(ვერსია 3.T დათარიღებული 04/24/2019) for -

სატესტო რეჟიმში, ჩართვის შემდეგ, ლითონის დეტექტორი წარმოქმნის დენის პულსს 150 μs ხანგრძლივობით საძიებო კოჭაში, შემდეგ კი აღრიცხავს და აჩვენებს მიღებულ სიგნალს ეკრანზე. ღილაკზე დაჭერისას წარმოიქმნება ახალი პულსი და ა.შ.

სიგნალების მაგალითები:
1 - სამიზნის გარეშე, 2 - სამიზნით:

ლითონის დეტექტორის ტესტები

მე ვატარებ ლითონის დეტექტორის ტესტებს გაწმენდილ თიხის ფართობზე:

სამიზნეები

ტესტირებისთვის გამოიყენება სხვადასხვა სამიზნეები:


1 - ალუმინის ფირფიტა მყარი დისკიდან (სისქე 1.3 მმ, გარე დიამეტრი 3.75 ინჩი, ხვრელის დიამეტრი 1 ინჩი)
2 - რუსული მონეტა 5 რუბლისგან დამზადებული კუპრონიკელით დაფარული სპილენძისგან (დიამეტრი 25 მმ, წონა 6,45 გრამი)
3 - ოქროს ბეჭედი

სამიზნის აღმოჩენის დიაპაზონი "ჰაერში":

საინტერესოა, რომ როდესაც ორი ფირფიტა (სამიზნე 1) ერთმანეთზეა გადატანილი, გამოვლენის დიაპაზონი მცირდება!

როდესაც ბატარეის ძაბვა მცირდება, გამოვლენის დიაპაზონი შესამჩნევად მცირდება:

უცხოური მეტალის დეტექტორებში დიდი ბრიტანეთის 10 პენის მონეტა ხშირად გამოიყენება სატესტო სამიზნედ - 10pდიამეტრით 24,5 მმ, რომელიც ადრე (2012 წლის იანვრამდე) მზადდებოდა სპილენძ-ნიკელის შენადნობისგან (სპილენძი 75%, ნიკელი 25%):

ასეთი მონეტის ანალოგი არის აშშ-ს 25 ცენტიანი მონეტა. - 25 აშშ ცენტი ( ᲩᲕᲔᲜ. მეოთხედი) დიამეტრი 24,26 მმ სისქე 1,75 მმ წონა 5,67 გრამი:

ასეთი მონეტების გამოვლენის დეკლარირებული სიღრმე სხვადასხვა ლითონის დეტექტორებისთვის ( მაქს. სიღრმე აშშ მეოთხედისთვის):
Altai Treasure Seker 2 ჰობი ლითონის დეტექტორი- 15 სმ;
პრესტიჟის ლითონის დეტექტორი- 16 სმ;
Supereye S3000 ლითონის დეტექტორი- 18 სმ;
EE Treasure Hunter- 20 სმ.

მასიური სამიზნეების გამოვლენის დიაპაზონი სტატიკური რეჟიმში:

რკინის ფხვნილისგან და მრავალი ფერიტის ნაწილისგან (1) დამზადებულ პროდუქტებს ლითონის დეტექტორი არ ავლენს, მაგრამ ზოგიერთი ფერიტის პროდუქტი (2) აღმოჩენილია ხვეულის შიგნით, გრაგნილიდან რამდენიმე სმ მანძილზე:

როდესაც ფერიტის მაგნიტი სწრაფად მოძრაობს კოჭის შიგნით, ჩნდება ცრუ სიგნალიზაცია:

ბაღში პირველი ჩხრეკის შედეგი FoxyPI v3.3 (04/21/2019):

ბაღში მეორე ჩხრეკის შედეგი FoxyPI v3.3 (04/27/2019):

და აქ არის მეტი აღმოჩენა, მაგრამ ელექტროლიტური გაწმენდის შემდეგ (დაწვრილებით ამის შესახებ ქვემოთ):

შეგიძლიათ წაიკითხოთ რამდენიმე საინტერესო აღმოჩენის შესახებ.

აღმოჩენების გაწმენდა ჟანგისგან

აღმოჩენილი აღმოჩენები ხშირად დაფარულია ჟანგის ფენით (რკინის ოქსიდი Fe 2 O 3).
აღმოჩენებისგან ჟანგის გასაწმენდად შეიძლება რამდენიმე მეთოდის გამოყენება:

ქიმიური მეთოდი- ქიმიური ნივთიერების გამოყენება, რომელიც გარდაქმნის ჟანგს ადვილად მოსახსნელად (ფხვიერ) მდგომარეობაში:

• ოქსილის მჟავა;
• ორთოფოსფორის მჟავა.

ელექტროლიტური მეთოდი - ყველაზე ეფექტური, გამოიყენება ჭუჭყისა და კოროზიის პროდუქტების მოსაშორებლად, მათ შორის არქეოლოგიაში:

შესაძლებელია გაწმენდის ორი რეჟიმი - ანოდური(გასუფთავებული ობიექტი არის ანოდი, გაწმენდა ხორციელდება ჟანგბადის ბუშტებით) და კათოდი(გასუფთავებული ობიექტი არის კათოდი, ხოლო გამწმენდ ეფექტს უზრუნველყოფს წყალბადის ბუშტები, რომლებიც ანოდური პროცესის დროს გამოიყოფა ჟანგბადზე ორჯერ მეტი - ანალოგიური პროცესი გამოიყენება წყალბადის წარმოებისთვის)

ქვემოთ აღვწერ კათოდური გაწმენდის მეთოდს, რომელსაც ვიყენებ.

პლასტმასის ან მინის (არაკოროზიული) კონტეინერი ივსება:
2% (სხვა წყაროების მიხედვით, 5 - 10%) ტუტე-კაუსტიკური სოდას წყალხსნარი NaOH;
სოდა ნაცრის წყალხსნარი Na 2 CO 3(1 სუფრის კოვზი სამ ლიტრ წყალზე, მაგრამ მე ვიყენებ უფრო გაჯერებულ ხსნარს):

ერთი ელექტროდი (ანოდი) არის ფოლადისგან დამზადებული ფირფიტა, მათ შორის უჟანგავი ფოლადი, ფურცელი რკინის, ალუმინის ან თითბერი; ზოგჯერ გამოიყენება ნახშირბადის ელექტროდებიც. მე ვიყენებ უჟანგავი ფოლადი:

Შენიშვნა.
უჟანგავი ფოლადის ანოდი ათავისუფლებს ტოქსიკურ ნივთიერებებს, სპილენძი ხელს უწყობს სპილენძის გამოყოფას კათოდში, ხოლო ალუმინის ანოდი სწრაფად ცვდება.

ანოდი და კათოდი ჩაშვებულია ხსნარში, დენის წყაროს „+“ უკავშირდება ანოდს, ხოლო „-“ უკავშირდება გასაწმენდ ნაწილს (გასასუფთავებელ ნივთს ვახვევ სპილენძის მავთულით). იწყება წყლის ელექტროლიზის პროცესი, რომელსაც თან ახლავს გაზის ბუშტები და წარმოიქმნება ჟანგის ფანტელები (კათოდზე - გაწმენდილი ობიექტი - გამოდის წყალბადის ბუშტები, რომლებიც ანადგურებენ ჟანგს: 4H 2 0 + 4e - = 4OH + 2H 2. ).

ასევე არსებობს კათოდური გაწმენდის დროს რეაქციის ალტერნატიული აღწერა:
4H + + 4e - = 2H 2 (მაგრამ ამ შემთხვევაში საჭიროა მჟავე გარემო წყალბადის იონების საკმარისი რაოდენობის შესაქმნელად).

პროცესის დროს, ჟანგი იწყებს ანოდის მახლობლად დაგროვებას:

პროცესის დასასრულს, მთელი კონტეინერი ივსება ჟანგის ნაწილაკებით:

ჟანგი ფარავს ანოდს ელექტროლიზის პროცესში:

ხსნარში ჩაძირული ლაკმუსის ქაღალდი გვიჩვენებს რეაქციას ტუტე გარემოზე:

გაწმენდის პროცესის დასრულების შემდეგ, გასაწმენდი ნაწილი დაფარულია დაბინძურების ფხვიერი ფენით, რომელიც ამოღებულია ლითონის ჯაგრისით:

ელექტროლიტური გაწმენდის შემდეგ, აღმოჩენა ასე გამოიყურება:

ოსცილოგრამები

ლაბორატორიული სკამი ციფრული ოსილოსკოპის გამოყენებით გადავიღე ოსცილოგრამების სერია:

ლაბორატორიული სტენდი -

საძიებო კოჭის ძაბვა -

ლითონის დეტექტორი მოწყობილობა

დიზაინი

შტანგა

ლითონის დეტექტორის ღეროსთვის გამოვიყენე PVC მილი დიამეტრით 25 მმ და კედლის სისქე 1.6 მმ ( PN16):

ბერკეტი

ლითონის დეტექტორის სახელური მიმაგრებულია მილზე, რომელზედაც დამონტაჟებულია ელექტრონული ერთეული და ელექტრომომარაგება შეკუმშვის ფიტინგის გამოყენებით:

ელექტრონული ერთეული

მე გამოვიყენე შეერთების ყუთი, როგორც ლითონის დეტექტორის ელექტრონული ერთეულის კორპუსი. ტაიკოდაცვის ხარისხით IP55(წყლისა და მტვრისგან) დამზადებულია PVC-ისგან ათი შეყვანით 30 მმ დიამეტრით.

იხილეთ ელექტრონული ერთეულის შიგნით:

ელექტრონული ერთეული ფიქსირდება PVC მილზე გამოყენებით უ- ფორმის დამჭერები, რომლებიც ფიქსირდება ნეილონის ბაფთებით:

ელექტრო ერთეული

მე ვიყენებ სადისტრიბუციო ყუთს ბატარეების დასაყენებლად. ელექტროენერგიის მიწოდება უზრუნველყოფილია PVC მილის გამოყენებით უ- ფორმის დამჭერები, რომლებიც ფიქსირდება ნეილონის ბაფთებით.

ელექტრონიკა

მიკროკონტროლერი
მე ვიყენებ დაფას Arduino Nano 3.0.

ვერსია 3 დაფუძნებულია 8 ბიტიანზე AVRმიკროკონტროლერი ATmega328P(32 კბაიტი ფლეში, 2 კბაიტი SRAM, 1 კბაიტი EEPROM, 3 ტაიმერი) (მე-2 ვერსია - ჩართულია ATmega168), და წერილი " პ"ნიშნავს" picoPower".

არდუინოს ქინძისთავები:

დასკვნა არდუინო	დანიშვნა
D08	კოჭის პულსის გენერატორის სიგნალის გამომავალი
D13	LED გამომავალი
D11	გამომავალი პიეზო დინამიკის დასაკავშირებლად
A00	ADC შეყვანა - შეზღუდული და გაძლიერებული სიგნალისთვის საძიებო კოჭიდან
A01	გამომავალი მწვანე LED-ის დასაკავშირებლად
A02	გამომავალი წითელი LED-ის დასაკავშირებლად
D02	ღილაკის შეერთების შეყვანა
REF	საცნობარო ძაბვის შეყვანა ADC-სთვის

Arduino რესურსები:

დაწყვილება USB-პორტი ჩემს ბორტზე არდუინოგამოიყენება გადამყვანის ჩიპი CH340G.

დენის წყაროები

მიკროკონტროლერის კვების წყარო

Საჭმლისთვის არდუინომე ვიყენებ ორ ლითიუმ-იონურ ბატარეას, რომლებიც დაკავშირებულია სერიაში UltraFire ZX 18650ტევადობა 4200 mAh თითოეული:

ასეთი სრულად დამუხტული ბატარეის ღია წრედის ძაბვა არის 4,21 ვ, ხოლო 10 ოჰმ დატვირთვის დროს 1 წუთის მუშაობის შემდეგ არის 3,61 ვ.

ასეთი ბატარეის ნომინალური ძაბვაა 7.4 ვ.

7.4 ვ ბატარეის ძაბვა გარდაიქმნება 5 ვოლტად დაფის გასაძლიერებლად არდუინოგამოყენებით ინტეგრალური სტაბილიზატორი 78L05(ასახულია დიაგრამაზე VR1):

Ენერგიის წყარო

მე ვიყენებ 10 ზომის ტუტე ბატარეებს, როგორც კვების განყოფილებას. ᲐᲐ. (LR6).

მე შევაფასე რამდენიმე ბატარეა, რომელიც მე გამოვიყენე:

Ელემენტის ტიპი	დაუტვირთავი ძაბვა, ვ	Ვოლტაჟი დატვირთვის ქვეშ (ოპერაციის 1 წუთის შემდეგ), ვ
Camelion Plus ტუტე 1	...	... (10 ohms)
	...	... (10 ohms)
Duracell Duralock (ტუტე) 2	1,54	1.47 (10 ohms)
ერმაკი (ტუტე)	1,62	1.43 (10 ohms)
ენერჯაიზერი მაქს (ტუტე) 3	1,62	1,51 (10 ohms)
ენერგია(ტუტე)	1,62	1.48 (10 ohms)

1 - ნომინალური სიმძლავრეა 2700 mAh (0.8 V-მდე უწყვეტი გამონადენით 25 mA დენით)
2 - ტექნოლოგია საშუალებას გაძლევთ შეინარჩუნოთ მუხტი შენახვის დროს 10 წლამდე,
ბატარეებს აქვს წარწერა " ":

1 - ბატარეები დურასელიტექნოლოგიის გამოყენებით წარმოებული
2 - ჩვეულებრივი ბატარეები დურასელი
3 - მწარმოებლის მიხედვით:
შეფასებული შიდა წინააღმდეგობა ( ნომინალური IR) - 150...300 mOhm;
ტევადობის დიაგრამა გამონადენის დენის მიმართ:

ზომის ბატარეების მოსათავსებლად ᲐᲐ.მე ვიყენებ 10 უჯრედიანი ბატარეის განყოფილებას:

ასეთი ბატარეის ნომინალური ძაბვაა 15 ვ.

Coil L2შექმნილია საძიებო კოჭის დენის იმპულსებით გამოწვეული ჩარევის შესამცირებლად. დიოდი VD3გვერდის ავლით ბატარეას უარყოფითი ძაბვის ტალღაზე, რომელიც ხდება საძიებო კოჭის ინდუქციურობაზე და იცავს ბატარეის საპირისპირო პოლარობისგან. კონდენსატორი C1დიდი ტევადობა არის ენერგიის შესანახი მოწყობილობა - მნიშვნელოვან როლს ასრულებს კოჭში მიმდინარე პულსების წარმოქმნაში.

კვების წყაროების დასაკავშირებლად გამოიყენეთ ოთხპინიანი კონექტორი ელექტრონული ერთეულის კორპუსის მხარეს:

1 - "+" ბატარეები 15 ვ
2 - "-" ბატარეები 15 ვ
3 - "-" ბატარეები 7.4 ვ
4 - "+" ბატარეები 7.4 ვ

Coil

კოჭის პარამეტრები

საძიებო ხვეული საშუალო დიამეტრით $D$ = 25 სმ (საშუალო რადიუსი $R$ = 12,5 სმ) და კოჭის მონაკვეთის რადიუსი $a$ = 0,29 სმ შეიცავს $w$ = 27 მობრუნებას მინანქრებულ სპილენძს (რეზისტენტობა $\ rho $ = 0,0175 Ohm mm 2 /m) მავთული $d$ = 0,7 მმ დიამეტრით (მავთულის რადიუსი $r$ = 0,35 მმ, მავთულის განივი კვეთის ფართობი $S$ = 0,385 მმ 2):

კოჭის სავარაუდო წინააღმდეგობა იყო $R = (\rho ((\pi D w) \over (S)))$ = 0.964 Ohm, ხოლო გაზომილი იყო $R$ = 1.3 Ohm:

არსებობს რამდენიმე ფორმულა ასეთი კოჭის ინდუქციურობის გამოსათვლელად.

სავარაუდო ფორმულა:

$L = ((w^2)((\mu)_0)R[(ln(((8R) \over a)))-2])$ ,

სადაც $a$ არის კოჭის მონაკვეთის რადიუსი.

ეს ფორმულა მოცემულია წიგნში [ F. W. Grover, Inductance Calculations: Working Formulas and Tables, New York: Dover, 1946 წ.].

ჩემი რგოლისთვის:
$L$ = 440 μH .

უფრო ზუსტი ფორმულა:

$L = (((\mu)_0) \over (4 \pi)) (w^2) D \Phi $, სადაც $\Phi$ არის დამხმარე კოეფიციენტი:
$\Phi = (2 \pi [(1 + (((\გამა)^2) \2-ზე მეტი))) (ln ((4 \over \გამა))) - 1,75 + (((\გამა ) ^ 2) \6-ზე მეტი) ] ) $, სადაც $\გამა = (a \ზედ D)$, $a$ არის კოჭის განყოფილების რადიუსი

ეს ფორმულა გამოიყენება დანამატში მრავალწახნაგოვანიპროგრამისთვის Coil32(http://coil32.net/multi-winding-round-loop.html) მრავალბრუნიანი მრგვალი ხვეულის ინდუქციურობის გამოსათვლელად წრიული კვეთით (ინგლ. მრავალმოხვეული მრგვალი მარყუჟი მრგვალი კვეთით).

ჩემი რგოლისთვის:
$\გამა$ = 0.0116;
$\Phi$ = 25.7;
$L$ = 468 μH .

ინტეგრალური ფორმულა:

$L = ((\mu)_0) (w^2) (\pi) R ((\int_0^(1-(a \over R))) B_(rel)((\rho)) (\rho) \, (d(\rho)) ) $,

სადაც $B_(rel)((\rho)) = ( (1 \over \pi) (\int_0^(\pi)) ((1 - ((\rho) cos (\phi) )) \over (( (1+((\rho)^2)-2(\rho)cos(\phi)))^(3 \2-ზე მეტი))) \, d(\phi) )$ - ფარდობითი მაგნიტური ინდუქცია სიბრტყეში ხვეული $(\rho) \R$-ზე მეტი მანძილით, კოჭის ცენტრში ინდუქციასთან შედარებით, $a$ არის ხვეულის კვეთის რადიუსი

კოჭის მაგნიტური ველი

როდესაც $I$ დენი მიედინება ასეთ ხვეულში კოჭის ღერძის წერტილში, რომელიც მდებარეობს ხვეულის სიბრტყიდან $z$ მანძილზე, იქმნება მაგნიტური ველი, რომლის სიძლიერე განისაზღვრება ცნობილი გამონათქვამით:

$H = (w (I \2-ზე მეტი) ((R^2) \over (((R^2 + z^2))^(3 \2-ზე მეტი))))$

თუ ერთი ბატარეის შიდა წინააღმდეგობას ავიღებთ 0,3 Ohm, emf - 1,45 V, მაშინ ათი ბატარეისთვის ჯამური emf $E$ იქნება 14,5 V, ხოლო მიკროსქემის მთლიანი წინააღმდეგობა $R$ წინააღმდეგობის გათვალისწინებით. საძიებო კოჭის 1 Ohm, იქნება 4 Ohm. კოჭის ინდუქციურობის 450 μH-ის ტოლი, ჩვენ აღმოვაჩენთ, რომ $T$-ის 150 μs-ის ტოლი პულსის ხანგრძლივობისთვის, კოჭის დენი მიაღწევს $(E \over R) მნიშვნელობას (1 - e^(- (T R)\L-ზე მეტი)) = 2,7 A$.

კოჭის დიზაინი

კოჭის დასაცავად შეგიძლიათ გამოიყენოთ გოფრირებული შლანგი ელექტრო გაყვანილობისთვის (ჩვეულებრივ ნაცრისფერი), რომელიც იჭრება გასწვრივ:

მასში ჩასმულია ხვეული, შემდეგ კი იჭერს საიზოლაციო ლენტით. ხვეული დამაგრებულია სამონტაჟო ყუთში ცხელი დნობის წებოვანი და ნეილონის კავშირებით.
ხვეული დამაგრებულია ღეროზე შეკუმშვის ფიტინგის გამოყენებით, რომლის ხრახნიანი ნაწილი იკვრება პოლიპროპილენის მილში 26 მმ დიამეტრით, რომელიც ფიქსირდება სამონტაჟო ყუთის საფარზე ნეილონის ჰალსტუხით და ცხელი წებოთი:

კოჭის დასაკავშირებლად გამოიყენეთ ორპინიანი კონექტორი კორპუსის გვერდზე:

გენერატორი
მე ვიყენებ ციფრულ გამომავალს იმპულსების გამოსატანად D08, დააყენეთ როგორც "გამომავალი" (ციფრული გამომავალი D08ემთხვევა გამომავალს PB0მიკროკონტროლერი ATmega) .
საქმეების დასაჩქარებლად მე არ ვიყენებ ბრძანებას ციფრული ჩაწერადა პირდაპირი ჩაწერა პორტში, რაც დაახლოებით უფრო სწრაფია 10 ჯერ!

მიმოწერა Arduino ციფრულ პინებსა და ATmega პორტის ქინძისთავებს შორის

ციფრული გამომავალი არდუინო	პორტის პინი ATmega
D00	PD0
D01	PD1
D02	PD2
D03	PD3
D04	PD4
D05	PD5
D06	PD6
D07	PD7
D08	PB0
D09	PB1
D10	PB2
D11	PB3
D12	PB4
D13	PB5

გენერატორის დროის პარამეტრები დაყენებულია პარამეტრების მენიუში, როდესაც მოწყობილობა ჩართულია.

დენის ნაწილი

ვინაიდან ძაბვა არის MOSFET-e მკვეთრად იზრდება, როდესაც ის გამორთულია (კოჭის ინდუქციურობის გამო), მაშინ ტრანზისტორი შეიძლება გადავიდეს ზვავის ავარიის რეჟიმში (“ ზვავის ავარია"). ეს ხდება, თუ გადინების წყაროს ძაბვა $V_(DS)$ არის MOSFET-e აღემატება მისი დაშლის ძაბვას $V_(DS (BR))$.
თანამედროვე ტრანზისტორებისთვის, ამ რეჟიმში მუშაობა სტანდარტულია (ისინი აღინიშნება როგორც " განმეორებადი ზვავი რეიტინგი"ან" 100% ავალანსის ტესტირებაამ შემთხვევაში მნიშვნელოვანია ტრანზისტორის ისეთი ზვავის მახასიათებლების გათვალისწინება, როგორიცაა $I_(AR)$ ზვავის მაქსიმალური განმეორებითი დენი და $E_(AR)$ ზვავის ავარიის მაქსიმალური განმეორებითი ენერგია.
აუცილებელია, რომ კოჭში მაქსიმალური დენი გამორთვამდე არ აღემატებოდეს $I_(AR)$ მნიშვნელობას, ხოლო კოჭში შენახული მაქსიმალური ენერგია არ აღემატებოდეს $E_(AR)$ მნიშვნელობას. კოჭის მაგნიტური ველის ენერგია განისაზღვრება, როგორც $(E_M) = (((L (I^2)) \over (2)))$ (მაგალითად, კოჭისთვის $L$ = ინდუქციით. 700 μH დენით $I$ = 3 A ენერგია იქნება 3,2 მჯ).

ზოგიერთის პარამეტრები MOSFET:

სახელი	$V_(DS (BR))$, V	$I_(AR)$, ა	$E_(AR)$, mJ
IRF540	100	28	15
IRF740	400	10	13
IRF840	500	8	13
FQP12N60C	600	12	22,5

მე ვიყენებ MOSFET IRF840შესაბამისი მახასიათებლების მქონე:

ცოკოლევკა IRF840:

გ- ჩამკეტი, დ- მარაგი, ს- წყარო

ტრანზისტორის ზვავის ავარიის დროს, დატენიანებული კოჭის დენი გადის გადინების წყაროს განყოფილებაში. MOSFET-a - დენის ბატარეა”, რომელსაც აქვს დაბალი წინააღმდეგობა, რაც იწვევს დენის ნელ შესუსტებას.

MOSFET დრაივერი

კონტროლი MOSFETხორციელდება ოპტოკუპლერის გამოყენებით PC817C(აქვს სიჩქარე 3...4 μs, უძლებს გამომავალ დენს 50 mA და ძაბვას დახურულ მდგომარეობაში 35 V-მდე) და დისკრეტული ტრანზისტორი წრე:

pinout PC817:

pinout BC547 წ/BC557 წ:

C- კოლექციონერი, ბ- ბაზა, ე- ემიტატორი

მსგავსი დრაივერი აღწერილია სტატიაში http://radiohlam.ru/raznoe/driver_polevikov.htm.

მე შევისწავლე ასეთი დრაივერის მახასიათებლები (როდესაც 5 ვ ძაბვა გამოიყენება ოპტოდრაივერის LED-ზე 470 Ohm რეზისტორის საშუალებით):
მიმდინარე მოხმარება "ჩართული" მდგომარეობაში ( MOSFETღია) არის ძალიან პატარა, "გამორთული" ( MOSFETდახურულია) - იცვლება 5.8-დან 12 mA-მდე, როდესაც მიწოდების ძაბვა იზრდება 7-დან 15 ვ-მდე; დრაივერის გამომავალი ძაბვა არის 12,15 / 1,83 ვ (ჩართვა/გამორთვა) მიწოდების ძაბვით 13 ვ.

დეტექტორი

პულსირებული ლითონის დეტექტორის მუშაობა ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ინდუქციის პრინციპს - ელექტრომაგნიტური პულსის ინდუქცია (EMI).

ჩემი ლითონის დეტექტორის დეტექტორის დიაგრამა:

$L1$ საძიებო კოჭის სიგნალი მიეწოდება $R2$ დენის შემზღუდველი რეზისტორის მეშვეობით $VD1$ დიოდებს და დაკავშირებულია უკნიდან პარალელურ რეჟიმში. $VD2$, ზღუდავს სიგნალის მნიშვნელობას ~ 1 ვ-მდე. ეს შეზღუდვა არ იწვევს შესამჩნევ შეცდომას, რადგან „სამიზნის“ აღმოსაჩენად მნიშვნელოვანია სიგნალის „კუდი“, რომლის ძაბვა არის ვოლტის მცირე ფრაქციები ( მილივოლტამდე) - დადასტურებულია მოდელირებით:

ასეთი სუსტი სიგნალი საჭიროებს გაძლიერებას საიმედო აღმოჩენისთვის, რისთვისაც გამოვიყენე ოპერატიული გამაძლიერებელი $OP1$ LM358N, დაკავშირებულია ტრადიციული არაინვერსიული გამაძლიერებლის მიკროსქემის მიხედვით. მოგება განისაზღვრება გამოხატვით $1+ (R3 \over R4)$, ელემენტების მითითებული მნიშვნელობებით არის 570 .

ოპ გამაძლიერებლის თვისება LMx58არის უნიპოლარული ელექტრომომარაგების შესაძლებლობა ( ერთჯერადი მიწოდება) - განსხვავებით, მაგალითად, LM318, LF356, LF357არ არის საჭირო უარყოფითი ძაბვის წყარო.
ცოკოლევკა LM358N (ნ - ვ DIP- სხეული):

სიგნალის ტიპი op-amp გამომავალზე:

საძიებო კოჭიდან სიგნალის დასამუშავებლად ვიყენებ ჩაშენებულ მიკროკონტროლერს ATmegaანალოგური ციფრული გადამყვანი.

ADC-ის საცნობარო შეყვანამდე VREFგამოიყენება საცნობარო ძაბვა u ref, უდრის 1,235 ვ-ს, რომელიც აღებულია საცნობარო წყაროდან LM385Z-1.2(გამოიყენება ADC ოპერაციული რეჟიმი გარე).
ცოკოლევკა LM385Z:

ADC-ის სიგნალის შეყვანამდე ADC Inსაოპერაციო გამაძლიერებლის მიერ გამაძლიერებელი სიგნალის ძაბვა საძიებო კოჭიდან მიეწოდება, შეზღუდული დიოდებით VD1და VD2. ADC იღებს სიგნალს კოჭიდან, როგორც რიცხვების თანმიმდევრობა ( სწრაფი დროის სიგნალი) მნიშვნელობებით 0 (მინიმალური დონე, 0 V)...1023 (მაქსიმალური დონე u ref).

სამიზნის არსებობა ხვეულთან ვლინდება შემდეგნაირად:
(1023 - სიგნალის დონე, რომელიც შეესაბამება ADC გადატვირთვას)

• წერტილის ოფსეტური აუფლება;
• მზარდი ინტერვალი ა-ბ;
• მრუდის ზემოთ ცვლა.

შეადარეთ ეს სიგნალის გრაფიკი ზემოთ მოცემულს:

სამიზნის არსებობის დასადგენად, ჯამი ( ნელი დროის სიგნალი) შერჩეული სიგნალის დონის მოცემული რაოდენობა, რომლებიც განლაგებულია ერთმანეთისგან თანაბარი ინტერვალებით, დროის „ფანჯარაში“ ( შეფასების ფანჯარა). ამ შემთხვევაში მხედველობაში არ მიიღება დაბალანსების დროს მითითებულ საწყის წერტილზე ადრე მდებარე მნიშვნელობები (გასაზრდელად მგრძნობელობა).


შემდეგ მიღებული მთლიანი მნიშვნელობების თანმიმდევრობა ინტეგრირებულია (ინტეგრატორი ემულირებულია პროგრამულ უზრუნველყოფაში). ფილტრის პარამეტრი არის კოეფიციენტი $K$, რომელიც უდრის იმპულსების რაოდენობას ინტეგრატორის დროის მუდმივზე.
ინტეგრატორის გამოსავალზე სიგნალის დონე გაანალიზებულია ლითონის დეტექტორის სტატიკური მუშაობის რეჟიმში.

როდესაც ლითონის დეტექტორი მუშაობს დინამიურ რეჟიმში, ინტეგრაციის შედეგები დამატებით გადის მაღალგამტარ ფილტრში ( მაღალი გამტარი ფილტრი, HPF), რომელიც ემულირებულია პროგრამულ უზრუნველყოფაში. ფილტრის პარამეტრი არის კოეფიციენტი $K$, რომელიც გვიჩვენებს, რამდენჯერ აღემატება პულსის გამეორების სიხშირეს ფილტრის გამორთვის სიხშირე.
ფილტრის გამომავალი წარმოქმნის სიგნალს, რომელიც ახასიათებს ცვლილების დინამიკას RX- სიგნალი.

როდესაც გამომავალი სიგნალი აჭარბებს ზღვარს - დაბალანსების დროს მითითებულ "ნულოვან" დონეს, ამოქმედდება ტრიგერი - სამიზნე ითვლება აღმოჩენად და ხორციელდება აუდიოვიზუალური ჩვენება.

ხმის ჩვენება

მე ვიყენებ პიეზოელექტრიკულ ელემენტს ავტონომიური ხანძრის დეტექტორიდან ხმის ჩვენებისთვის. პიეზოელექტრული ელემენტის ხმის მოცულობა ძალიან უცნაური გზით არის დამოკიდებული სიგნალის სიხშირეზე. მე შევძელი 900 (ყველაზე სუსტი სიგნალი) - 1000 - 1100 (ყველაზე ძლიერი სიგნალი) სიხშირეების ნაკრების პოვნა, რისთვისაც ხმის მოცულობა იზრდება. დაფის 11 პინთან დაკავშირებული პიეზოელექტრული ელემენტის ხმის გასაკონტროლებლად ვიყენებ Arduino ტაიმერ 2-ს.

მდუმარე რეჟიმი (მხოლოდ LED მითითება) შეიძლება გააქტიურდეს პარამეტრების მენიუდან, როდესაც მოწყობილობა ჩართულია.

ვიზუალური ჩვენება

მითითებისთვის ვიყენებ LCD- ჩვენება მობილური ტელეფონიდან :

ამ ტელეფონის ეკრანი მონოქრომულია 84×48 გარჩევადობით:


ეკრანის კონტროლერი - Philips PCD8544.
ჩვენების კავშირი:

ჩვენების გამომავალი	დასკვნა არდუინო	პინის მინიჭების ჩვენება
RST	D10	ეკრანის კონტროლერის გადატვირთვა
CE (ან CS)	D09	დისპლეის კონტროლერზე მონაცემთა შეყვანის დაშვება
DC	D05	შეყვანის რეჟიმი - მონაცემები/ბრძანებები
დინ	D04	ავტობუსის მონაცემები SPI
CLK (ან SCLK)	D03	ავტობუსის ბრძანებები SPI
VCC	*	მიწოდების ძაბვა (2.7 ... 3.3 ვ)
ბ.ლ.	**	უკანა განათება
GND	GND	"Დედამიწა"

ჩვენების ორი ვარიანტია LCD 5110- ლურჯი (სწორედ ამას ვიყენებ) ან წითელი ტექსტოლიტით:

* კონტროლერის მიწოდების ძაბვა -
ლურჯი - მკაცრად 3.3 ვ(შეიძლება დაკავშირება გამომავალთან 3V3 არდუინო)
წითელი- ზოგიერთის აზრით შეუმოწმებელიინფორმაციის თანახმად, მას შეუძლია გაუძლოს მიწოდების ძაბვას 5 ვ (შეიძლება იკვებება ქინძისთავებიდან 5 ვან 3V3 Arduino)
** შუქის მიწოდების ძაბვა -
ლურჯი- უკანა განათების პინი შეიძლება მიწოდებული იყოს 3.3 ან 5 ვ ძაბვით
წითელი- დამიწება დაკავშირებულია განათების პინთან (?)

ასეთი დისპლეის პრობლემა არის LCD პანელის არასანდო კონტაქტი ბეჭდურ მიკროსქემის დაფასთან კონექტორის საშუალებით. ზებრა, რომელიც შეიძლება აღმოიფხვრას, მაგალითად, დირიჟორის შედუღებით, რომელიც აჭერს პანელს დაფაზე - როგორც რეკომენდებულია:

თუ ეს პრობლემა არ გამოსწორდა, ეს გამოიწვევს ეკრანის გაშავებას, რაც საჭიროებს ხელახლა დაწყებას.

ასეთ ეკრანთან მუშაობისთვის არდუინომე ვიყენებ ბიბლიოთეკას Adafruit-PCD8544საწყისი Adafruit Industries.

გადამრთველი (5) აკონტროლებს ეკრანის განათებას. კარგი გარემო განათებისას, ეკრანის უკანა განათება შეიძლება გამოტოვდეს, რადგან ის შესამჩნევ ენერგიას მოიხმარს.

მიზნობრივი დისკრიმინაცია

მორევის დენები შესუსტებულია "სამიზნეზე" ელექტრული წინააღმდეგობის არსებობის გამო. ეს დაშლა აღწერილია ექსპონენციალური კანონით $i = k H_0 (e^(-t) \over \tau))$. კოეფიციენტი $k$ განისაზღვრება "სამიზნე" ფორმისა და ზომის მიხედვით. დროის მუდმივი $\tau = (L G) = (L \over R)$, რომელიც განსაზღვრავს მორევის დინების ხანგრძლივობას, განისაზღვრება სამიზნე მასალის ელექტრული გამტარობით $G$ (ან წინააღმდეგობა $R$) და მისი ინდუქციურობა $L$.
ცხრილში მოცემულია სხვადასხვა მასალის შედარებითი ელექტროგამტარობა ოქროს მიმართ:

მორევის დენები გამოიყენება მასალების თვისებების შესასწავლად ელექტრული გამტარობის გაზომვით, რადგან მასალებს აქვთ უნიკალური გამტარობის მნიშვნელობები მათი შემადგენლობისა და წარმოების მეთოდის მიხედვით. ქიმიურად სუფთა სპილენძის გამტარობის მნიშვნელობა 20 ºC ტემპერატურაზე გამოიყენება როგორც სტანდარტი - სტანდარტი დამუშავებული სპილენძის საერთაშორისო სტანდარტი (IACS) - წინაღობა 1,7241x10 -8 Ohm m ან 5,8001x10 7 S/m (100% IACS). მაგალითად, რკინას აქვს გამტარობის მნიშვნელობა სპილენძის გამტარობის 18%.

როგორც ნათქვამია (მაგალითად, მკვლევარის სტატიაში რეგ სნიფი)ოქროს ან თხელი ფოლგასგან დამზადებულ სამიზნეებს აქვთ ძალიან მოკლე დროში მუდმივი და მორევის დენები მათში სწრაფად იშლება, განსხვავებით რკინის, სპილენძის ან ვერცხლისგან დამზადებული სამიზნეებისგან.

საწყისი მაგნიტური ველის სიძლიერე $H_0$ განისაზღვრება კოჭის საწყისი დენით და მცირდება კუბური კანონის მიხედვით $1 \(h^3)$-ზე დაშორებით კოჭიდან დაშორებით. მაგნიტური ველის სიძლიერის $H_0$ სიდიდე კოჭის ღერძის გასწვრივ $z$ მანძილზე მისი ცენტრიდან, რომელიც შექმნილია მიმდინარე $I_0$-ით, განისაზღვრება გამოთქმით: $(H_0) = ( (w (R ^2) (I_0)) \ მეტი (2 (((R^2)+(z^2)))^(3 \2-ზე მეტი) ) ) )$.

მორევის დენები ქმნიან საკუთარ დაშლელ მაგნიტურ ველს, რაც იწვევს ექსპონენტურად დაშლელ (იმავე დროში მუდმივი $\tau$) ძაბვას საძიებო ხვეულში. ამ ძაბვის სიდიდე მცირდება $1 \(h^6)$ მანძილის მეექვსე სიმძლავრის მიხედვით, როდესაც "სამიზნე" მოძრაობს კოჭიდან. ეს იწვევს ძაბვის პულსის გახანგრძლივებას საძიებო ხვეულზე, რომელსაც აღრიცხავს ლითონის დეტექტორი.

სიგნალის მრუდის დამატებითი ანალიზი (ძაბვა საძიებო ხვეულზე) შეიძლება განხორციელდეს სამიზნეების გარჩევის (სხვადასხვა ტიპის არჩევისთვის).მრუდის დახრილობა მის დასაწყისში შეიძლება შეფასდეს $K = ((x_t) \over (x_(t+(\Delta)t))) $ შეფარდებით, მაგალითად, ხუთი ინტერვალით ( $(\დელტა)t=5$) . ამ შემთხვევაში დროის მუდმივი განისაზღვრება გამოთქმით: $(\tau) = (((\Delta)t) \over (ln K))$

მორევის დენების შესასწავლად შეიძლება გამოყენებულ იქნას პროგრამული პაკეტები ელექტრომაგნიტური პროცესების მოდელირებისთვის. მაგალითად არის ელექტრომაგნიტური მუხრუჭის სიმულაცია მორევის დენების გამოყენებით COMSOL Multiphysics პაკეტში (აღწერილობა - https://www.comsol.com/blogs/simulating-eddy-current-brakes/):

არსებობს უარყოფითი მოსაზრებები იმპულსური ლითონის დეტექტორების ეფექტური დისკრიმინაციის შესაძლებლობის შესახებ.

"ყველაზე საიმედო დისკრიმინატორი შენ ხარ, სამიზნის გათხრით!" (http://www.gold-prospecting-wa.com) - "ყველაზე საიმედო დისკრიმინატორი თქვენ ხართ სამიზნის გათხრისას".

Წიგნში " "ავტორები აჰმეთ ს. თურქი, კოკსალ ა. ჰოჩაოღლუ, ალექსეი ა. ვერტიი

მოცემულია შემდეგი განცხადებები:

„იმპულსური ლითონის დეტექტორების ყველაზე მნიშვნელოვანი მინუსი არის სხვადასხვა ტიპის ლითონების ადვილად გარჩევის შეუძლებლობა... თუ აღმოჩენილი ლითონის ობიექტების ზომა და სიღრმე განსხვავებული და უცნობია, მაშინ ზოგადად. შეუძლებელია განსაზღვრეთ ლითონის ტიპი."

როგორც იმპულსური ლითონის დეტექტორის მაგალითი, რომლისთვისაც არის განსხვავების უნარი (ფერომაგნიტური ( შავი)/არაფერომაგნიტური ( N-ფერადი) მასალები), შეგიძლიათ მისცეს მოდელი PULSE STAR II.
დისკრიმინაციის მახასიათებლები ასეთ დეტექტორში:

• შესაძლებელია მხოლოდ 10 სმ დიამეტრის მქონე სამიზნეებისთვის (განსხვავებით VLF/TR-დეტექტორები, რომლებსაც აქვთ მცირე ობიექტების დისკრიმინაციის უნარი);
• პატარა ობიექტები ნაჩვენებია როგორც ფერომაგნიტური;
• რამდენიმე პატარა არაფერომაგნიტური ობიექტი ჩანს როგორც ერთი დიდი ფერომაგნიტური ობიექტი.

ჩემი სტატია ჰაბრეზე ნერვული ქსელის გამოყენების შესახებ დისკრიმინაციისთვის პულსირებული ლითონის დეტექტორში - https://habr.com/ru/post/435884/

პროექტზე მუშაობა გრძელდება

ერთხელ, საკუთარი ხელით ავაშენე რამდენიმე ლითონის დეტექტორი სხვადასხვა ხარისხის შესრულებისთვის, მინდოდა შემესწავლა, თუ როგორ მუშაობს Arduino წრე ამ მიმართულებით.

არსებობს რამდენიმე კარგი მაგალითი იმისა, თუ როგორ უნდა მოაწყოთ ლითონის დეტექტორი საკუთარი ხელით. თუმცა, მათ ჩვეულებრივ ან საკმაოდ ბევრი გარე კომპონენტი სჭირდებათ ანალოგური სიგნალის დასამუშავებლად, ან გამომავალი მგრძნობელობა საკმაოდ სუსტია.

როდესაც ჩვენ ვფიქრობთ პულსირებული ლითონის დეტექტორებზე, მთავარი თემაა, როგორ აღმოვაჩინოთ მცირე ძაბვის ცვლილებები სიგნალებში, რომლებიც დაკავშირებულია საძიებო კოჭთან. ეს ცვლილებები, როგორც წესი, ძალიან მცირეა. ყველაზე აშკარა მიდგომაა ATmega328 ანალოგური შეყვანების გამოყენება. მაგრამ ტექნიკური მახასიათებლების გათვალისწინებით, არსებობს ორი ძირითადი პრობლემა: ისინი ძირითადად ნელია და გარჩევადობა (უმეტეს შემთხვევაში) დაბალია.

მეორეს მხრივ, მიკროკონტროლერზე დაფუძნებული ლითონის დეტექტორი მუშაობს 16 MHz-ზე და აქვს საკმაოდ კარგი დროის შესაძლებლობები, კერძოდ, გარჩევადობა 0.0625 μs საათის სიხშირის გამოყენებისას. ამრიგად, ანალოგური შეყვანის გამოსაყენებლად გამოსაყენებლად, მცირე დინამიური ძაბვის ცვლილებების აღქმის უმარტივესი გზაა ძაბვის ვარდნის ცვლილების შედარება დროთა განმავლობაში ფიქსირებულ საცნობარო ძაბვაზე.

ამ მიზნით, ATmega328-ს აქვს შესაბამისი შიდა შედარებითი მახასიათებლები D6-სა და D7-ს შორის. ამ შედარებას შეუძლია გამოიწვიოს შეფერხება, რაც საშუალებას აძლევს მოვლენების ზუსტად დამუშავებას. ამის გამოყენება და აკურატულად კოდირებული დროის რუტინები, როგორიცაა millis() და micos() და ATmega328-ის გაცილებით მაღალი გარჩევადობის შიდა ტაიმერი, Arduino არის შესანიშნავი საფუძველი ამ ტიპის ლითონის დეტექტორისთვის.

ასე რომ, საწყის კოდზე საუბრისას - კარგი დასაწყისი იქნება შიდა შედარების დაპროგრამება, რათა "გააბრუნოს" შეყვანის პოლარობა და გამოიყენოს შიდა მრიცხველი რაც შეიძლება სწრაფად ცვლილებების სიხშირის შესაცვლელად.

საბოლოო კოდი Arduino-სთვის:

// ყველა საჭირო წინასწარი ცვლადის განსაზღვრა და ა.შ. და რეგისტრის დაყენება ხელმოუწერელი char clockSelectBits = _BV(CS10); // წინასწარი მასშტაბის გარეშე, სრული xtal void setup() ( pinMode(6,INPUT); // + შედარებითი - მათი INPUT-ად დაყენებით, ისინი // დაყენებულია მაღალი წინაღობის pinMode(7,INPUT); // - შედარების - მათი დაყენებით, როგორც INPUT, ისინი // დაყენებულია მაღალი წინაღობის cli(); // გაჩერების შეფერხებები TCCR1A = 0; // დააყენეთ მთელი TCCR1A რეგისტრი 0-ზე TCCR1B = 0; // იგივე TCCR1B TCNT1 = 0 .<< ACD) | // Analog Comparator: Enabled (0 << ACBG) | // Analog Comparator Bandgap Select: AIN0 is applied to the positive input (0 << ACO) | // Analog Comparator Output: Off (1 << ACI) | // Analog Comparator Interrupt Flag: Clear Pending Interrupt (1 << ACIE) | // Analog Comparator Interrupt: Enabled (0 << ACIC) | // Analog Comparator Input Capture: Disabled (0 << ACIS1 | 0 << ACIS0 // interrupt on output toggle // (0 << ACIS1 | 1 << ACIS0 // reserved // (1 << ACIS1 | 0 << ACIS0 // interrupt on falling output edge // (1 << ACIS1 | 1 << ACIS0 // interrupt on rising input edge ; } // this routine is called every time the comparator creates an interrupt ISR(ANALOG_COMP_vect) { oldSREG=SREG; cli(); timeStamp=TCNT1; SREG = oldSREG; } // this routine is called every time there is an overflow in internal counter ISR(TIMER1_OVF_vect){ timer1_overflow_count++; } // this routine is used to reset the timer to 0 void resetTimer(void){ oldSREG = SREG; cli(); // Disable interrupts TCNT1 = 0; //initialize counter value to 0 SREG = oldSREG; // Restore status register TCCR1B |= clockSelectBits; // sets prescaler and starts the clock timer1_overflow_count=0; // resets overflow counter }

რა თქმა უნდა, ეს იდეა არ არის სრულიად ახალი. ამ კოდის ძირითადი ნაწილი შეიძლება განსხვავებული იყოს. სცადეთ მოძებნოთ სხვა წყაროები, როგორიცაა TPIMD.

ნაბიჯი 1: Arduino ინდუქციური დეტექტორის იდეა - Flip Coil

იდეა არის გამოიყენოს Arduino, როგორც პულსის ინდუქციური დეტექტორი, ისევე, როგორც TPIMD, რადგან დაშლის მრუდის იდეა, როგორც ჩანს, ძალიან კარგად მუშაობს. იმპულსური ინდუქციური დეტექტორების პრობლემა არის ის, რომ ისინი ჩვეულებრივ საჭიროებენ სხვადასხვა ძაბვას მუშაობისთვის. ერთი ძაბვა კოჭის გასაძლიერებლად და ცალკე ძაბვა დაშლის მრუდის დასამუშავებლად. ეს ორი ძაბვის წყარო ყოველთვის ართულებს იმპულსური ინდუქციური დეტექტორების აგების პროცესს.

PI დეტექტორში კოჭის ძაბვის გათვალისწინებით, მიღებული მრუდი შეიძლება დაიყოს ორ განსხვავებულ ეტაპად. პირველი ეტაპი არის თავად პულსი, რომელიც კვებავს ხვეულს და ქმნის მაგნიტურ ველს (1). მეორე ეტაპი არის ძაბვის დაშლის მრუდი, რომელიც იწყება ძაბვის პიკით და შემდეგ სწრაფად იცვლება კოჭის ძაბვის გარეშე (2).

პრობლემა ის არის, რომ სპირალი ცვლის პოლარობას პულსის შემდეგ. თუ პულსი დადებითია (Var 1. მიმაგრებულ ფიგურაში) დაშლის მრუდი უარყოფითია. თუ პულსი უარყოფითია, დაშლის მრუდი დადებითი იქნება (Var 2. მიმაგრებულ ფიგურაში).

ამ ძირითადი პრობლემის გადასაჭრელად, პულსი პულსის შემდეგ ელექტრონულად უნდა "გადატრიალდეს". ამ შემთხვევაში, პულსი შეიძლება იყოს დადებითი და დაშლის მრუდი ასევე დარჩება დადებითი.

ამისათვის პულსი უნდა იყოს იზოლირებული Vcc-დან და GND-დან პულსის შემდეგ. ამ მომენტში მხოლოდ დენი გადის სნაბერ რეზისტორში. ეს იზოლირებული სპირალი და სნაბბერ რეზისტორული სისტემა შეიძლება იყოს "მიზანმიმართული" ნებისმიერ საცნობარო ძაბვაზე. ეს თეორიულად შექმნის კომბინირებულ დადებით მრუდს (იხ. ნახაზის ქვედა ნაწილი).

ეს დადებითი მრუდი შეიძლება გამოიყენოს შემდარებელმა, რათა დადგინდეს დროის ის წერტილი, როდესაც დაშლის ძაბვა "გადაკვეთს" საცნობარო ძაბვას. იმ შემთხვევაში, თუ საგანძური არის კოჭთან ახლოს, იცვლება შესუსტების მრუდი და საორიენტაციო ძაბვის დროის კვეთა. ამ ცვლილების გამოვლენა შესაძლებელია.

გარკვეული ექსპერიმენტების შემდეგ გადავწყვიტე შემდეგი სქემა:

წრე შედგება Arduino Nano მოდულისგან. ეს მოდული აკონტროლებს ორ MOSFET-ს, რომლებიც კვებავს კოჭას (SV3-ზე) D10-ის საშუალებით. როდესაც პულსი D10-ის ბოლოს მთავრდება, ორივე MOSFET იზოლირებს კოჭას 12 ვ-დან და GND-დან.

კოჭში შენახული ენერგია გამოიყოფა რეზისტორი R2 (220 ohms) მეშვეობით. ამავდროულად, რეზისტორი R1 (560 ohms) აკავშირებს კოჭის პირველ დადებით მხარეს GND-თან. ეს ცვლის უარყოფითი შესუსტების მრუდს R5 რეზისტორზე (330 ohms) დადებით მრუდზე. დიოდები იცავს Arduino-ს შეყვანის პინს.

R7 არის ძაბვის გამყოფი დაახლოებით 0,04 ვ. ახლა D7-ზე დაშლის მრუდი ხდება უფრო უარყოფითი, ვიდრე 0,04 D6-ზე, ხდება შეფერხება და შენარჩუნებულია პულსის დასრულების შემდეგ ხანგრძლივობა.

კოჭთან ახლოს მყოფი ლითონის შემთხვევაში, დაშლის მრუდი უფრო მეტხანს გრძელდება და დრო პულსის დასასრულსა და შეწყვეტას შორის იზრდება.

ნაბიჯი 2: დეტექტორის აგება (განლაგება)

დეტექტორის აგების პროცესი საკმაოდ მარტივია. ეს შეიძლება გაკეთდეს ან პურის დაფაზე (მიმართავს თავდაპირველ დიაგრამას) ან ნაწილების შედუღებით ბეჭდურ მიკროსქემის დაფაზე.

D13 LED Arduino Nano დაფაზე გამოიყენება ლითონის ინდიკატორად.

პურის დაფის გამოყენება სამუშაო დეტექტორის შესაქმნელად ყველაზე სწრაფი გზაა. ზოგიერთი გაყვანილობა უნდა გაკეთდეს, მაგრამ ეს შეიძლება გაკეთდეს ცალკე პატარა პურის დაფაზე. სურათებში ნაჩვენებია ეს 3 ეტაპად, რადგან Arduino და MOSFET მალავენ ზოგიერთ სადენს. ტესტირების დროს, მე შემთხვევით გამოვრთე დიოდები, მაშინვე შეუმჩნევლად. ამან განსაკუთრებით არ იმოქმედა დეტექტორის ქცევაზე. მე დავტოვე ისინი PCB ვერსიაში.

ილუსტრაციები არ აჩვენებს კავშირებს 0.96 OLED ეკრანთან. ეს ჩვენება დაკავშირებულია შემდეგნაირად:

Vcc - 5V (არდუინოს პინთან და არა კვების წყაროსთან!)
GND - GND
SCL - A5
SDA-A4

ეს OLED ეკრანი საჭიროა დეტექტორის საწყისი კალიბრაციისთვის. ეს კეთდება Arduino-ს PIN6-ზე სწორი ძაბვის დაყენებით. ეს ძაბვა უნდა იყოს დაახლოებით 0,04 ვ. ეკრანი დაგეხმარებათ სწორი ძაბვის დაყენებაში.

პროტოტიპის ვერსია ძალიან კარგად მუშაობს, თუმცა ის ალბათ არ არის შესაფერისი საველე გამოყენებისთვის.

ნაბიჯი 3: PCB დიზაინი

რაც შეეხება შედუღებას, მე ნამდვილად არ მომწონს ორმხრივი მაღალი დონის PCB, ამიტომ შევცვალე წრე ცალმხრივი.

შემდეგი ცვლილებები განხორციელდა:

1. დიოდები გამოირიცხა.
2. MOSFET კონტაქტებს დაემატა 10 ომიანი რეზისტორი.
3. ძაბვის გამყოფის მიწოდების ძაბვა D6-ზე დაყენებულია მაღალი დონის სიგნალით D8-ზე
4. MOSFET-ების დრაივერის პინი შეიცვალა.

ამ გზით შეიძლება შეიქმნას ცალმხრივი PCB, რომელიც შეიძლება შედუღდეს უნივერსალურ PCB-ზე. ამ მიკროსქემის გამოყენებით თქვენ მიიღებთ სამუშაო PI დეტექტორს 8-10 გარე კომპონენტით (დამოკიდებულია თუ არა გამოყენებული OLED დისპლეი და/ან დინამიკი).

ნაბიჯი 4: დააყენეთ და გამოიყენეთ დეტექტორი

თუ დეტექტორი სწორად არის აშენებული და პროგრამა დაწერილია Arduino-ში, მოწყობილობის კონფიგურაციის ყველაზე მარტივი (თუ არა ერთადერთი) გზა არის OLED დისპლეის გამოყენება. ეკრანი დაკავშირებულია 5V, GND, A4, A5. ეკრანზე უნდა იყოს ნაჩვენები „კალიბრაცია“ მოწყობილობის ჩართვის შემდეგ. რამდენიმე წამის შემდეგ უნდა ეწეროს „კალიბრაცია დასრულდა“ და ეკრანზე უნდა იყოს ნაჩვენები სამი ნომერი.

პირველი რიცხვი არის "საცნობარო მნიშვნელობა", რომელიც მითითებულია კალიბრაციის დროს. მეორე მნიშვნელობა არის ბოლო გაზომილი მნიშვნელობა, ხოლო მესამე მნიშვნელობა არის ბოლო 32 გაზომვის საშუალო.

ეს სამი მნიშვნელობა მეტ-ნაკლებად იგივე უნდა იყოს (ჩემს ტესტებში 1000-მდე). საშუალო უნდა იყოს მეტ-ნაკლებად სტაბილური.

საწყისი დაყენების დასაწყებად, კოჭთან ახლოს არ უნდა იყოს ლითონი.

ახლა ძაბვის გამყოფი (დარეგულირების რეზისტორი) უნდა დარეგულირდეს ისე, რომ ქვედა ორი მნიშვნელობა დაყენდეს მაქსიმუმზე სტაბილური კითხვის შენარჩუნებისას. არის კრიტიკული ვითარება, სადაც საშუალო მაჩვენებელი იწყებს უცნაურ კითხვებს. ჩართეთ ტრიმერი, რომ კვლავ მიიღოთ სტაბილური მნიშვნელობები.

შეიძლება მოხდეს, რომ ეკრანი გაიყინოს. უბრალოდ დააჭირეთ გადატვირთვის ღილაკს და ისევ დაიწყეთ.

ჩემი კონფიგურაციისთვის (კოჭი: 18 ბრუნი\20 სმ) სტაბილური მნიშვნელობა არის დაახლოებით 630-650. ინსტალაციის შემდეგ დააჭირეთ გადატვირთვის ღილაკს, მოწყობილობა კვლავ დაკალიბრდება და სამივე მნიშვნელობა იქნება იმავე დიაპაზონში. თუ ლითონი ახლა მიიტანეს კოჭთან ახლოს, არდუინოს დაფაზე (D13) LED უნდა აანთოს. ჩართული სპიკერი აკეთებს რამდენიმე დაწკაპუნებას (საწყისი კოდის გაუმჯობესების ადგილია).

დიდი მოლოდინების თავიდან ასაცილებლად:

დეტექტორი აღმოაჩენს ზოგიერთ რამეს, მაგრამ ის რჩება ძალიან მარტივი და შეზღუდული.

შესაძლებლობების შესახებ წარმოდგენის მიზნით, მე შევადარე რამდენიმე სხვა დეტექტორი ჩემსას. შედეგები ჯერ კიდევ საკმაოდ შთამბეჭდავია 8 გარე ელემენტის მქონე დეტექტორისთვის, მაგრამ არ შეესაბამება პროფესიონალურ აღჭურვილობას.

სქემისა და პროგრამის შემხედვარე, გაუმჯობესების ბევრ ადგილს ვხედავ. რეზისტორების მნიშვნელობები შეირჩა გამოცდილებიდან გამომდინარე, 250 ms პულსის დრო შემთხვევით არჩეული იყო და კოჭის პარამეტრებიც.

ფაილები

ნაბიჯი 5: 16x2 ეკრანის დაკავშირება

ტესტირების დროს მივხვდი, რომ I2C OLED დისპლეის ბიბლიოთეკა ძალიან ბევრ რესურსს მოიხმარდა, ამიტომ გადავწყვიტე გამომეყენებინა 16x2 დისპლეი I2C კონვერტორით.

მე დავამატე პროგრამა LCD ეკრანისთვის და დავამატე რამდენიმე სასარგებლო ფუნქცია. ეკრანის პირველი ხაზი ახლა აჩვენებს შესაძლო მითითების სიგნალის დონეს. მეორე ხაზი ახლა აჩვენებს ორ მნიშვნელობას. პირველი მიუთითებს მიმდინარე სიგნალის გადახრაზე კალიბრაციის მნიშვნელობასთან შედარებით. ეს მნიშვნელობა უნდა იყოს "0". თუ ეს მნიშვნელობა მუდმივად უარყოფითი ან დადებითია, დეტექტორი უნდა დაკალიბრდეს გადატვირთვის ღილაკის დაჭერით. დადებითი მნიშვნელობები მიუთითებს ლითონზე კოჭის მახლობლად.

მეორე მნიშვნელობა გვიჩვენებს დაშლის მრუდის რეალურ დაყოვნების მნიშვნელობას. ეს მნიშვნელობა, როგორც წესი, არც ისე საინტერესოა, მაგრამ აუცილებელია დეტექტორის საწყისი დაყენებისთვის.

პროგრამა ახლა საშუალებას გაძლევთ თვალყური ადევნოთ პულსის მრავალჯერად ხანგრძლივობას თანმიმდევრობით (ექსპერიმენტის/შესრულების გაუმჯობესების საშუალება). თუმცა, მე ვერ მივიღე რაიმე გარღვევა, ამიტომ ნაგულისხმევი დაყენებულია ერთი პულსის სიგანეზე.

დეტექტორის საწყისი დაყენება

დეტექტორის დაყენებისას მნიშვნელოვანია მეორე ხაზის მეორე მნიშვნელობა (პირველი შეიძლება იგნორირებული იყოს). თავდაპირველად მნიშვნელობა შეიძლება იყოს "არასტაბილური" (იხ. სურათი). ჩართეთ ტრიმერი, სანამ მნიშვნელობა არ მიაღწევს სტაბილურ მნიშვნელობას. შემდეგ დაატრიალეთ იგი, რომ გაზარდოთ მნიშვნელობა მაქსიმალურ სტაბილურ მნიშვნელობამდე. დააჭირეთ გადატვირთვის ღილაკს ხელახალი კალიბრაციისთვის და დეტექტორი მზად არის გამოსაყენებლად.

ისეთი შთაბეჭდილება დამრჩა, რომ მაქსიმალური სტაბილური მნიშვნელობის დაყენების შემდეგ დავკარგე მგრძნობელობა ფერადი ლითონების მიმართ. ასე რომ, შესაძლოა ღირდეს ექსპერიმენტები პარამეტრების გამოსწორების მიზნით.

მასრები

მე გავაკეთე 3 ხვეული პულსის ლითონის დეტექტორის მიკროსქემის შემდგომი შესამოწმებლად:

• 1 -> 18 ბრუნი/ 200 მმ
• 2 -> 25 ბრუნი/100 მმ
• 3 -> 48 ბრუნი/100 მმ

საინტერესოა, რომ ყველა ხვეული საკმაოდ კარგად მუშაობდა, თითქმის იგივე შესრულებით (რუბლის მონეტა ჰაერში 40-50 მმ-ზე). ეს შეიძლება იყოს ძალიან სუბიექტური დაკვირვება.

იგი შეიქმნა უკვე ცნობილი მოწყობილობის "Terminator Pro"-ის ბაზაზე. მისი მთავარი უპირატესობაა მაღალი ხარისხის დისკრიმინაცია, ასევე დაბალი დენის მოხმარება. ასევე, მოწყობილობის აწყობა არ იქნება ძვირი და მას შეუძლია ნებისმიერი ტიპის ნიადაგზე მუშაობა.

აქ მოცემულია მოწყობილობის მოკლე მახასიათებლები
მუშაობის პრინციპის მიხედვით, ლითონის დეტექტორი ასევე პულსურად დაბალანსებულია.
მუშაობის სიხშირე 8-15 kHz.

რაც შეეხება დისკრიმინაციის რეჟიმს, ის იყენებს ორტონიანი ხმის მოქმედებას. რკინის აღმოჩენისას მოწყობილობა გამოსცემს დაბალ ტონს, ხოლო თუ ფერადი ლითონი აღმოჩენილია, ტონი მაღალი იქნება.

მოწყობილობა იკვებება 9-12V წყაროდან.

ასევე არსებობს მგრძნობელობის რეგულირების შესაძლებლობა და არის ხელით გრუნტის რეგულირება.

კარგი, ახლა მთავარის შესახებ, ლითონის დეტექტორის ამოცნობის სიღრმეზე. მოწყობილობას შეუძლია 25 მმ დიამეტრის მონეტების აღმოჩენა ჰაერში 35 სმ მანძილზე. ოქროს რგოლის დაჭერა შესაძლებელია 30 სმ მანძილზე, მოწყობილობა ჩაფხუტს დაახლოებით 1 მეტრის მანძილზე აღმოაჩენს. ამოცნობის მაქსიმალური სიღრმე არის 150 სმ, რაც შეეხება მოხმარებას, ხმის გარეშე დაახლოებით 35 mA.

მასალები და ხელსაწყოები შეკრებისთვის:
- მინი საბურღი (ავტორს აქვს ხელნაკეთი ძრავისგან);
- მავთული კოჭის მოსახვევისთვის;
- ოთხბირთვიანი ფარიანი კაბელი;
- soldering რკინის ერთად solder;
- მასალები საქმის წარმოებისთვის;
- ბეჭდური მიკროსქემის დაფა;
- ყველა საჭირო რადიო კომპონენტი და მათი რეიტინგი ჩანს სქემის ფოტოში.

ლითონის დეტექტორის წარმოების პროცესი:

Პირველი ნაბიჯი. დაფის წარმოება
დაფა მზადდება გრავირებით. შემდეგი, შეგიძლიათ გაბურღოთ ხვრელები, მათი დიამეტრი 0,8 მმ. ამ მიზნებისათვის ავტორი იყენებს პატარა ძრავას დაყენებული საბურღი.

ნაბიჯი მეორე. გამგეობის კრება
შეკრება უნდა დაიწყოს ჯემპერების შედუღებით. ამის შემდეგ, შეგიძლიათ დააინსტალიროთ პანელები მიკროსქემების ქვეშ და შეაერთოთ სხვა ელემენტები. ხარისხიანი ასამბლეისთვის, ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ გქონდეთ ტესტერი, რომელსაც შეუძლია გაზომოს კონდენსატორების ტევადობა. იმის გამო, რომ მოწყობილობა იყენებს ორ იდენტურ გამაძლიერებელ არხს, მათ გასწვრივ მომატება უნდა იყოს რაც შეიძლება ახლოს იმავე მნიშვნელობასთან, ანუ იგივე იყოს. ერთი და იგივე კასკადის ორივე არხს უნდა ჰქონდეს იგივე მაჩვენებლები ტესტერის მიერ გაზომვისას.

როგორ გამოიყურება უკვე აწყობილი წრე, ხედავთ ფოტოზე. ავტორს არ დაუყენებია ბლოკი, რომელიც განსაზღვრავს ბატარეის გამორთვის ხარისხს.

აწყობის შემდეგ დაფა უნდა შემოწმდეს ტესტერთან. თქვენ უნდა დაუკავშიროთ მას დენი და შეამოწმოთ ყველა სტრატეგიულად მნიშვნელოვანი შეყვანა და გამომავალი. ყველგან ელექტროენერგიის მიწოდება ზუსტად ისეთივე უნდა იყოს, როგორც დიაგრამაში.

ნაბიჯი სამი. კოჭის აწყობა
DD სენსორი აწყობილია იმავე პრინციპით, როგორც ყველა მსგავსი ბალანსერისთვის. გადამცემი კოჭა აღინიშნება ასოებით TX, ხოლო მიმღები - RX. ჯამში, თქვენ უნდა გააკეთოთ 30 ბრუნი მავთულის ნახევრად დაკეცილი. გამოყენებული მავთული არის მინანქარი, დიამეტრით 0,4 მმ. ორივე მიმღები და გადამცემი ხვეულები წარმოიქმნება ორმაგი მავთულით, რის შედეგადაც გამოდის ოთხი მავთული. შემდეგი, ტესტერმა უნდა განსაზღვროს გრაგნილების მკლავები და დააკავშიროს ერთი მკლავის დასაწყისი მეორის ბოლოს, რის შედეგადაც იქმნება ხვეულის შუა ტერმინალი.

დახვევის შემდეგ ხვეულის დასამაგრებლად საჭიროა კარგად შემოახვიოთ ძაფით და შემდეგ დაასველოთ ლაქით. მას შემდეგ, რაც ლაქი გაშრება, ხვეულებს ახვევენ ელექტრო ლენტით.

ამის შემდეგ, ზემოდან კეთდება ფოლგის ეკრანი; დასაწყისსა და დასასრულს შორის თქვენ უნდა გააკეთოთ უფსკრული დაახლოებით 1 მმ, რათა თავიდან აიცილოთ მოკლე შემობრუნება.

შუა TX პინი უნდა იყოს დაკავშირებული დაფის მიწასთან, წინააღმდეგ შემთხვევაში გენერატორი არ დაიწყება. რაც შეეხება საშუალო RX გამომავალს, ის საჭიროა სიხშირის რეგულირებისთვის. რეზონანსის დარეგულირების შემდეგ საჭიროა მისი იზოლირება და მიმღები ხვეული გადაიქცევა ჩვეულებრივად, ანუ ტყვიის გარეშე. რაც შეეხება მიმღებ ხვეულს, ის დაკავშირებულია გადამცემი კოჭის ნაცვლად და დაყენებულია გადამცემზე 100-150 ჰც-ით დაბლა. თითოეული ხვეული ცალკე უნდა იყოს კონფიგურირებული; დარეგულირებისას, კოჭთან ახლოს არ უნდა იყოს ლითონის საგნები.

დასაბალანსებლად, ხვეულები გადაადგილებულია, როგორც ეს ფოტოზე ჩანს. ბალანსი უნდა იყოს 20-30 მვ-ის ფარგლებში, მაგრამ არაუმეტეს 100 მვ.

მოწყობილობის მუშაობის სიხშირეები მერყეობს 7 კჰც-დან 20 კჰც-მდე. რაც უფრო დაბალია სიხშირე, მით უფრო ღრმა იქნება მოწყობილობა, მაგრამ დაბალ სიხშირეებზე დისკრიმინაცია უარესდება. პირიქით, რაც უფრო მაღალია სიხშირე, მით უკეთესია დისკრიმინაცია, მაგრამ უფრო მცირეა გამოვლენის სიღრმე. ოქროს საშუალოდ შეიძლება ჩაითვალოს 10-14 kHz სიხშირე.

კოჭის დასაკავშირებლად გამოიყენება ოთხბირთვიანი ფარიანი მავთული. ეკრანი უკავშირდება კორპუსს, ორი მავთული მიდის გადამცემ სპირალზე და ორი მიმღებ ხვეულზე.

ლითონის დეტექტორი არის მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება ლითონის არსებობის დასადგენად ამ ლითონის დეტექტორთან გარკვეულ სიახლოვეს ლითონის შეხების გარეშე. ასეთი მოწყობილობები ფართოდ გამოიყენება მიწაში ლითონის საგნების მოსაძებნად, მაგალითად, მაღაროები, ძვირფასი ლითონებით განძი, ანტიკვარიატი და სხვა. ლითონის დეტექტორში გამოყენებული უკონტაქტო გამოვლენის პროცესი ახსნილია ინდუქციური სენსორული მეთოდის გამოყენებით. ძირითადი კონცეფცია არის ის, რომ ლითონის არსებობამ შეიძლება შეცვალოს ინდუქტორის ინდუქციურობა (კოჭა). ამრიგად, ლითონის დეტექტორის ელექტრონული შევსება უბრალოდ განსაზღვრავს კოჭის ინდუქციურობას, რომელიც იკვლევს შესასწავლ ზედაპირს და, დინამიკის ან სხვა ინტერფეისის მოწყობილობის წყალობით, აცნობებს მომხმარებელს ახლომდებარე ლითონის ობიექტის შესახებ.

ლითონის დეტექტორები ოფიციალურ გაყიდვების პუნქტებში არ არის ისეთი იაფი, როგორც ჩვენ გვსურს. მაგრამ დღეს, სამოყვარულო რადიოტექნოლოგიის განვითარების წყალობით, თქვენ შეგიძლიათ თავად გააკეთოთ ლითონის დეტექტორი Arduino-ს გამოყენებით.

არსებითად, Arduino-ს გამოყენებით შეგიძლიათ შექმნათ მარტივი ინდუქციური მრიცხველი, ანუ მოწყობილობა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოჭის უცნობი ინდუქციურობის გასაზომად. ეს პროექტი იყენებს ჩვეულებრივ რეზონანსულ წრეს, რომელშიც პარალელურად არის დაკავშირებული კონდენსატორი და ინდუქტორი. LC მიკროსქემის ბუნებრივი რეზონანსული სიხშირე იცვლება ლითონის არსებობის მიხედვით კოჭის სიახლოვეს. რეზონანსული სქემიდან წასაკითხად მისაღები სიგნალის მისაღებად გამოიყენება LM339 შედარებითი. იმის გამო, რომ LC წრედიდან რხევა ყოველთვის იქნება სინუსური ტალღის სახით, ეს პროექტი იყენებს შედარებითი დაფუძნებული ნულოვანი გადაკვეთის დეტექტორს სინუსური ტალღის კვადრატულ ტალღის სიხშირის იმპულსებად გადაქცევისთვის, რათა Arduino-ს დაფამ შეძლოს ამ იმპულსების პერიოდის გაზომვა. და მიღებული მონაცემებიდან გამომდინარე, ვადა, რომ შეატყობინოთ მოწყობილობის მახლობლად ლითონის არსებობის შესახებ. Arduino IDE-ში ჩაშენებული pulseIn() ფუნქციის წყალობით, თქვენ შეგიძლიათ გაზომოთ პულსის დროის პერიოდი. მაგალითად, pulse = pulseIn(11, HIGH, 5000). ამ შემთხვევაში ფუნქცია აბრუნებს დროის იმ პერიოდს, რომლის დროსაც პულსი 11 სტრიქონზე მაღალი იყო. მესამე პარამეტრი არჩევითია; ის ადგენს ლოდინის დროს, სანამ პულსი გამოჩნდება მითითებულ ხაზზე.

Arduino-ზე დაფუძნებული ლითონის დეტექტორის წრე ნაჩვენებია ქვემოთ.

ორმაგი პულსი; void setup() ( pinMode(11,INPUT); pinMode(13,OUTPUT); pinMode(8,OUTPUT); ) void loop() ( digitalWrite(13,HIGH); delayMicroseconds(5000); digitalWrite(13,LOW) ; დაყოვნებამიკროწამები(100); პულსი = პულსიIn(11,HIGH,5000); if(პულსი > 920) (ტონა(8,1); დაყოვნება(3000); noTone(8); ) )