lunedì 28 marzo 2011

Costruire un Metal Detector: Schema ed Istruzioni






L'articolo sotto è stato scritto da Paolo Del Toro.

Il MD che sto per proporvi è un apparecchio semi-professionale, è un progetto che ho ripreso da un vecchio Kit di Nuova Elettronica, io l’ho modificato, migliorato e semplificato. Ho anche ridisegnato il circuito stampato e la disposizione dei componenti.
Questo MD è di tipo “MOTION” ossia, deve essere tenuto sempre in movimento per segnalare un oggetto sepolto nel terreno, perché altrimenti dopo alcuni secondi il suono cessa. Dispone di due controlli di sintonia, quello grossolano e quello fine, viene alimentato da due batterie da nove volts collegate in serie, ma il consumo durante il funzionamento non supera i 35 mA.
Consente un’agevole ricerca (se viene costruito il “palo” come indico nel disegno) perché è leggero e bilanciato, normalmente non soffre di eccessivi slittamenti di sintonia salvo in casi di forti e brusche variazioni di temperatura, se poi si costruisce la bobina di ricerca secondo le indicazioni che allego, si ottiene una perfetta centratura (con la padella in fase di ricerca) della verticale dell’oggetto sotterrato.

All’accensione dello strumento bisogna, prima di sintonizzare lo stesso, attendere due o tre minuti per permettere ai semiconduttori all’interno del Box dei controlli di stabilizzarsi in temperatura. Quindi si ruota lentamente la manopola della sintonia grossolana “P3″ fino ad udire il suono del cicalino, poi la ruotiamo nel senso opposto fino allo spegnimento del suono ora si passa a ruotare la manopola della sintonia fine “P2″ fino a sentire nuovamente il cicalino e poi si ruota nell’altro senso fino allo spegnimento del suono emesso, (se il suono non cessa, ma è intermittente, attendere qualche secondo, poi ruotare ancora la manopola “P2″ fino ad ottenere la completa cessazione del suono, questo succede perché si va a impostare una delicata situazione di equilibrio del comparatore di tensione LM311) in questo modo otteniamo la massima sensibilità, e quindi una profondità di ricerca di 18 cm circa (in aria) rilevati con una monetina da 200 Lire. Ruotando poi la manopola “P3″ (Reg. Grossolana) ancora più indietro (di un millimetro per volta) si ottiene la sensibilità media, e poi quella minima.
Per scrupolo, (ma spesso non è necessario) ogni mezz’ora di ricerca, risintonizzare il MD utilizzando solo la manopola per la sintonia fine “P2″, in modo di avere sempre la massima sensibilità.
Per il montaggio dei componenti ho allegato il disegno particolareggiato, quindi non dovrebbero esserci problemi, mentre per quanto riguarda il circuito stampato, deve essere riprodotto dalla stampante secondo le dimensioni indicate nel disegno stesso, questo è tassativo (eventualmente se con la stampante non si riuscisse ad avere una stampa delle corrette dimensioni, utilizzate una fotocopiatrice che, ingrandendo o rimpicciolendo l’immagine vi consenta di ottenere le sopracitate misure), poi per la sua fabbricazione è meglio servirsi del processo di fotoincisione, questo per non avere cattivi funzionamenti dovuti all’inesattezza del disegno delle piste o delle dimensioni delle stesse (come spesso accade facendo il tracciato con il metodo del pennarello antiacido).
Inutile dire che le saldature vanno eseguite alla perfezione, stando attenti a non creare accidentali ponti di stagno tra le piazzole, attenzione anche ai componenti polarizzati.
Finito il montaggio dei componenti e collegata la bobina tramite il cavo schermato (a tre poli + schermo), ricontrollate poi accuratamente le saldature, si darà tensione e se il cicalino suonerà dovremo ruotare i due potenziometri di sintonia in un senso o nell’altro per farlo cessare. Ora dovremo tarare il circuito applicando i puntali di un tester (commutato per 10 Volt fondo scala) sui punti positivo e negativo di “TP1″, quindi ruotare il trimmer “P1″ fino a leggere sul tester una tensione di 6 Volt, se questa tensione non si riesce a raggiungere nemmeno ruotando il trimmer nel senso opposto, bisogna saldare in parallelo alla resistenza “R8″ un’altra di valore compreso tra 1000 ohm e 56000 ohm, quindi riprovare la taratura fino a quando non otterremo i fantomatici 6 Volt.

LA BOBINA L1

Per costruire correttamente la bobina di ricerca bisogna innanzitutto procurarsi un 200 metri di filo di rame smaltato di 0,5 millimetri di diametro, poi bisogna realizzare la “dima d’avvolgimento” ossia, si prende una tavola di legno di almeno due centimetri di spessore, vi si traccia un cerchio di diametro di 15 centimetri poi lungo il tracciato si inseriscono una ventina di chiodi, quindi fermando un capo del filo di rame, con un po’ di nastro adesivo alla tavola si comincia ad avvolgere 50 spire. Arrivati alla cinquantesima spira si fa una presa (attorcigliando il filo) lunga almeno tre centimetri e si fissa a sua volta con il nastro adesivo alla superficie della tavola, ora si ricomincia ad avvolgere (sempre nello stesso senso) altre 50 spire, e arrivati nuovamente alla cinquantesima spira (50 + 50= 100 spire), si taglia il filo in modo che ne avanzi circa 3 centimetri e si blocca sulla tavola.
Si estraggono (vedi disegno) alcuni chiodi e si inserisce sotto la prima spira (a contatto con il legno) un pezzetto di nastro adesivo, fasciando e bloccando l’avvolgimento, va fatto almeno in sei punti.
si estraggono tutti i chiodi rimasti e si staccano anche i terminali della bobina dalla tavola (ove li avevamo fissati con il nastro adesivo) e preso l’avvolgimento in mano si “nastra” (ossia si avvolge a spirale) lo stesso con del nastro isolante da elettricisti (vedi disegno) su tutto il diametro dell’avvoilgimento.
Bisogna ora costruire lo schermo elettrostatico (indispensabile). Si tagliano con l’aiuto di un righello alcune strisce di alluminio Domopack, lunghe una ventina di centimetri e larghe due, poi si comincia ad avvolgerle sul corpo precedentemente ricoperto di nastro isolante dell’avvolgimento seguendo un senso a spirale, dove termina una striscia se ne sovrappone di un centimetro un’altra e si continua ad avvolgere.
Attenzione, non si deve ricoprire tutto il diametro dell’avvolgimento con l’alluminio (vedi disegno), ma bisogna lasciare scoperti tre o quattro centimetri, nel punto dove fuoriescono i terminali. Ora si prende ancora una volta il nastro isolante e si ricopre l’alluminio precedentemente avvolto, “nastrando” come la prima volta a spirale, si deve però lasciare da un lato un centimetro di alluminio scoperto sul quale si arrotolerà del filo di rame nudo e stagnato (ottimo quello per i telefoni) naturalmente senza la guaina di plastica, questo per formare il terminale di massa che andrà poi saldato alla calza del cavo schermato.
Una volta che si è creato il terminale di massa, si finisce di ricoprire con il nastro isolante il resto dell’alluminio, questo anche per bloccare il filo di rame stagnato arrotolato sull’alluminio che fa da schermo.

La bobina così realizzata deve essere inserita in un contenitore rotondo di diametro appropriato, ottimi sono due sottovasi per i fiori, incollati uno sopra l’altro, con l’avvolgimento incollato sulla base del sottovaso inferiore cercando di centrare il diametro della bobina con il diametro del contenitore, al fine di ottenere un reale centro del piatto per poi localizzare con precisione la verticale degli oggetti sotterrati.

Comunque per qualsiasi informazione relativa alle varie fasi della costruzione dello strumento potete rivolgervi a me tramite l’indirizzo di posta elettronica: tex@bccmp.com.

Buon lavoro e in bocca al lupo per le vostre future ricerche. (P. Del Toro)


SOSTITUIRE IL CICALINO CON UNA PRESA PER LE CUFFIE


Come annunciato all’inizio dell’articolo, Paolo mi ha mandato il circuitino qui sotto per staccare il cicalino ed inserire un oscillatore al quale attaccare le cuffie (fate clic sull’immagine per vederla in grande).
Ecco lo schemino di un oscillatore basato sul celebre NE555 integrato ad 4 + 4 piedini che genera una nota udibile regolabile, da 700Hz a 1200Hz circa e che collegandovi la cuffia può sostituire il cicalino. Naturalmente il cicalino va tolto lasciando il collettore del transitor scollegato, ed il piedino 1 del 555 va collegato sul piedino 7 dell’integrato comparatore LM311 che è presente nel Metal Detector.

A nome dello staff ringraziamo Paolo per le informazioni che ci ha fornito.

10 commenti:

  1. Salve, vorrei sapere se è possibile utilizzare una bobina già in mio possesso oppure bisogna costruirla appositamente.
    Grazie

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  2. salve! ho notato che i condenzatori c9 e c12 nello schema sono invertiti... quale e la loro giusta locazione? grazie in anticipo

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  3. scusate ho sbagliato...( c6 e c12 ) non "c9"

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  4. dove trovo l immagine del CS lato rame?

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  5. trovato.... chiedo scusa , nn avevo aperto il post successivo

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  6. Ok, anche se la realizzazione non è semplicissima facciamo un "in bocca al lupo" a tutti coloro che decideranno di cimentarsi nella costruzione.
    Saluti

    La redazione

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  7. salve, volevo sapere quale e' l'induttanza della bobina di questo progetto... grazie

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  8. salve io ho ideato ultimamente un MD , creato in una fusione di due schemi elettrici, : una sonda sensibilissima di fine anni 60 e un rilevatore elettronico con discriminatore di nuova elettronica del 1986.
    ho modificato l'oscillatore della bobina dallo schema originale , sempre a fet ma di grande stabilita' , a seconda del rapporto LC copre una vasta gamma di frequenza da pochissimi kiloherz fino ai megahrz .
    vorrei mostrarvelo e cortesemente avere un vostro parere.
    lo strumento col piatto rilevatore segnala l'oggetto sotterrato solo posizionandosi sopra ,senza alcun motion.
    rileva in aria in prova una moneta da 2 centesimi a 15 - 20 cm , un'euro a 30-35 cm .
    cordiali saluti

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  9. salve, vorrei sapere quale é la frequenza di lavoro di questo MD

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