Seriál elektro 9: Vyrobte si detektor kovů

Seriál elektro 9: Vyrobte si detektor kovů
Sdílej
 
Detektor kovů pomůže dohledat zapadlý prsten v trávě, hodinky nebo klíče. Nebo s ním můžeš tátovi ověřit před vrtáním do zdi, že v určitém místě není schované kovové potrubí nebo dráty rozvodu elektřiny. V dalším díle seriálu elektro si ukážeme, jak postavit ten nejjednodušší detektor kovů, který změnou tónu indikuje kovový předmět poblíž.

 

V několika experimentech uvidíš, jak lze pro detekci kovových předmětů využít vysokofrekvenční elektromagnetické pole. Kovové a vodivé předměty tvar vf pole ovlivňují a mění. A to lze detekovat. Jak?

Obr. 1 – Oscilátor je základ detektoru kovů. Cívky z drátu tl. 0,5 mm na průměru 50 mm.Repro slouží jako tlumivka. •  Vlastimil Píč

Obr. 2 – Provedené oscilátoru z obr. 1 •  Vlastimil Píč

Sestav si zapojení na obrázku 1. Je to oscilátor. Základem tohoto oscilátoru je laděný obvod z cívky a kondenzátoru. Hodnoty těchto dvou veličin zásadním způsobem určují frekvenci, na které bude oscilátor kmitat a tím také rychlost změn elektromagnetického pole kolem cívky. Čím menší hodnoty součástek, tím vyšší frekvence. Na vyšší frekvenci se pole šíří snadněji a je snáze ovlivňováno hlednaným kovovým předmětem.

Kovový předmět v blízkosti cívky ovlivní rychlost kmitání oscilátoru. Doplněné přídavné obvody pak převedou tuto změnu na zvuk.

Výroba cívky

V našem případě má cívka odbočku a je proto zakreslena jako cívky dvě za sebou. Lze ji také složit ze dvou samostaných cívek, položených na sobě. Musí však být zachován směr vinutí.

Drát může být libovolný izolovaný. My jsme použili byl smaltovaný Cu drát průměru 0,5 mm, lze však použít i drát zvonkový (s plastovou izolací) například z UTP kabelu. Nebo smaltovaný drát z libovolné cívky elektromagnetu čí relé nebo z vyřazeného krokového motorku.

Jako forma pro vinutí cívky posloužíla PVC záslepka o vnějším průměru 50 mm (obr.3). Může to být i rolička z tvrdého papíru. Průměr je v tomto případě důležitý.
Ponech 8 cm drátu, označ si ho nálepkou jako začátek. Naviň 20 závitů, ponech 16 cm drátu jako oko které lehce zkruť. Vznikne tak vývod odbočky. Naviň ve stejném směru dalších 7 závitů a ponech 8 cm dlouhý vývod.

Obr. 3 – Výroba cívek •  Vlastimil Píč

Navinutou cívku opatrně stáhni a samolepicí páskou ji v několka místech omotej, aby držela pohromadě. Odstřihni konec odbočky a odizoluj všechny vývody.

Obr. 4 – Hotové cívky •  Vlastimil Píč

Ověření funkčnosti oscilátoru

Že oscilátor funguje ověříš přiložením druhé cívky s červenou LED k cívce oscilátoru (obr.7).

Obr. 5 – Signál na cívce oscilátoru •  Vlastimil Píč

Obr. 6 – LED indikátor vf pole, cívka má průměr 50 mm •  Vlastimil Píč

Obr. 7 – Použití LED indikátoru vf pole •  Vlastimil Píč

Tyto dvě cívky tvoří transformátor. Je-li připojena baterie, indukuje se v cívce střídavé napětí. Každá jeho kladná půlvlna LED krátce rozsvítí. Nejvhodnější je LED červená, k rozsvícení ji postačí malé napětí.

V jaké vzdálenosti bude LED ještě svítit? Výkon oscilátoru je malý a proto jen do několika centimetrů.

Pokud jsi dodržel předepsaný průměr cívek a hodnoty součástek, bude oscilátor kmitat na frekvenci blízké 800 kHz.

Tato frekvence spadá do rozsahu rozhlasového přenosu AM (amplitudovou modulací). Všechny starší rozhlasové přijimače ji umí naladit. Přilož rozhlasový přijimač bokem k cívce nebo poblíž. Přepni ho na střední vlny (AM SV). Při přeladění uslyšíš někde v první třetině stupnice kolem 800 kHz osté lupnutí, ticho a hvizd. Nalaď na hvizd. Že je naladěn právě tvůj oscilátor, ověříš krátkým odpojením baterie. Hvizd musí utichnout.

ABC TV: Teslův transformátor v akci

ABC TV: Teslův transformátor v akci

Výška tónu reaguje na přiblížení kovového předmětu k cívce oscilátoru. Radiopřijímač v tomto pracovním režimu reprodukuje rozdíl frekvence přijímané a naladěné. Je-li rozdíl dostatečně malý, reprodukuje slyšitelný tón.

Toto provedení detektoru je experimentální. Jeho vlastnosti se budou měnit s poklesem napětí baterie.

Zkusíme oscilátor rozšířit o další obvody a detekovat kov bez použití rozhlasového přijímače.

Detektor kovu 2

Rozšiř zapojení z obr. 1 o další identický oscilátor dle obr. 6. Zachovej maximální shodu s již hotovou částí. Odlišnosti mohou způsobit přeladění jednoho z oscilátorů a tím nesnáze při oživení.

Obr. 9 – Provedení zapojení z obr.6 •  Vlastimil Píč

Ověř správnost zapojení, připoj baterii a ověř LED indikátorem, jestli oba oscilátory pracují. Jejich frekvence musí být téměř shodná, což bývá nesnadné. Zkus jemné doladění tvarováním vývodů cívek.

Přiblížíš-li kovový předmět k jedné z cívek, ozve se z reproduktoru tón proměnné výšky. Hlasitost však není velká. Pro praktické použití bude vhodné toto zapojení rozšířit o zesilovač s regulací hlasitosti.

V případě potíží zkus použít sadu kondenzátorů C1a až C4a místo původních C1 až C4. Přeladíš tím oscilátory na 3x nižší frekvenci, na které nebudou tak citlivé na provedení.

Uvedená zapojení patří k těm naprosto nejjednodušším a jsou určena jen pro experimentování na stole. Zaujalo-li tě toto téma, na internetu najdeš řadu složitějších zapojení pod pojmem „metal detector schema“.

Použité součástky, většinu pořídíte na www.tipa.eu

1x – LED 5 mm, červená, libovolná

Q1, Q2 2x – tranzistor BC547B

R1,R2 2x - rezistor 220k, typ 0207

C1,C3 2x – kondenzátor keramický 100pF

C2,C4 2x – kondenzátor keramický 560pF

C1a,C3a 2x - kondenzátor keramický 1000pF

C2a,C4a 2x - kondenzátor keramický 4700pF

L1,L3 2x – cívka 7 závitů průměru 50 mm, drát 0,5 mm

L2,L4 2x – cívka 20 závitů průměru 50 mm, drát 0,5 mm

Nepájivé kontaktní pole 170 pinů (45x35 mm)

Drát smaltovaný ø 0,3 - 0,5mm, délka 12 m pro cívky L1 až L4, LED indikátor

Reproduktor 8 ohmů, libovolný

Seriál elektro 8: Vyrobte si blikač

Seriál elektro 8: Vyrobte si blikač

Seriál elektro 7: Postav si napěťový spínač

Seriál elektro 7: Postav si napěťový spínač

Seriál elektro 6: Spínaní světlem

Seriál elektro 6: Spínaní světlem

 

 

Články odjinud