Search Coil Design
Ada banyak proyek beredar di internet tentang detektor induksi pulsa logam. Meskipun mereka berbeda dalam cara sinyal yang diproses, elektronika yang menghasilkan pulsa medan magnet hampir selalu identik.
Bagian utama untuk menghasilkan pulsa magnetik kumparan. Ukuran kumparan adalah terutama tergantung pada kedalaman deteksi yang diperlukan dan ukuran minimum benda yang masih harus dideteksi. Secara umum Anda bisa mengatakan bahwa kedalaman deteksi maksimum teoritis kumparan adalah lima kali diameter dan ukuran minimum dari sebuah objek yang terdeteksi dengan kumparan adalah lima persen dari diameter. Ini adalah nilai maksimum dan sangat tergantung pada situasi. Jelas bahwa dengan koil satu meter Anda tidak akan mendeteksi benda sentimeter lima di lima meter. Ini memberi bagaimanapun ide apa ketik kumparan yang Anda butuhkan untuk masalah tertentu. Banyak orang akan menggunakan detektor logam untuk mencari koin dan perhiasan. Bagi mereka situasi kumparan mm 250 atau 400 akan dilakukan. Dalam situasi saya yang saya butuhkan untuk mencari besi 100 watertubes mm pada kedalaman dua meter. Itulah mengapa saya memutuskan untuk pergi untuk kumparan 1 meter.
Meskipun ukuran fisik dan bentuk koil dapat bervariasi (kumparan persegi atau elips digunakan dalam situasi tertentu dan bekerja sama dengan baik sebagai yang bulat), induktansi dari kumparan hanya sedikit bervariasi antara desain fisik yang berbeda. Induktansi yang optimal umum diterima untuk gulungan mencari detektor logam pulsa induksi adalah di kisaran 300 sampai 500 μH. Untuk proyek ini saya akan menganggap bahwa kumparan digunakan adalah 400 μH. Untuk gulungan yang lebih kecil, ini pada umumnya berarti lebih banyak putaran.
Kumparan pencarian harus dioperasikan dari sumber tenaga listrik yang umum tersedia. Karena sirkuit analog untuk memperkuat sinyal arus eddy kecil dijemput setelah pulsa magnetik telah dihentikan, power supply ganda ± 10 Volt atau 12 Volt ± paling praktis. Kumparan hanya akan dikenakan salah satu dari dua sisi power supply, yang memberikan discharge baterai asimetris jika kita menggunakan dua pak baterai yang terpisah untuk sisi positif dan negatif dari catu daya. Karena itu kami hanya akan menggunakan satu baterai dari 10 atau 12 Volt dan menghasilkan sisi lain dari kekuatan dengan konverter DC / DC. Meskipun hal ini dilakukan di sirkuit logam yang paling komersial dan homebrewn detektor, itu kurang dari ideal. Masalah utama adalah bahwa tegangan yang dihasilkan oleh konverter DC / DC tidak riak gratis, dan terutama pada frekuensi tinggi kami bekerja sama dengan, ini dapat menyebabkan beberapa kopling yang tidak diinginkan. Kami akan menunda masalah ini ke paragraf tentang listrik dan sekarang akan hanya menganggap bahwa kumparan kami dibebankan dengan tegangan apapun antara 9 dan 15 Volt (tergantung pada pilihan yang sebenarnya dari baterai, tingkat pengisian daya baterai etc .)
Ketika tegangan ini diterapkan pada kumparan melalui sebuah transistor bipolar kecepatan tinggi atau MOSFET, arus dalam kumparan akan meningkat secara bertahap sampai dibatasi oleh resistansi internal dari gulungan, transistor pengisian dan komponen lainnya mungkin dengan perlawanan di baris. Semakin lama kita dikenakan pembayaran, lapangan magnet yang lebih tinggi akan. Ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Medan magnet yang kuat dapat menembus lebih dalam di dalam tanah. Tetapi jika kita mengenakan biaya untuk jangka waktu yang lebih kemudian mengatakan 250μsec, Anda mungkin lebih-menjenuhkan tanah yang membuat benda-benda kecil tak terlihat akibat kebisingan latar belakang. Oleh karena itu kita harus membatasi biaya waktu maksimum untuk nilai sekitar 250μsec, dengan perlawanan sirkuit cukup rendah untuk memungkinkan arus cukup untuk dihasilkan dalam kumparan selama periode tersebut. Hal ini tidak sulit untuk menghitung arus maksimum yang dapat mengalir melalui koil. Saat ini yang ditentukan oleh resistansi ohmik dari semua komponen dalam loop. Ini adalah aman untuk mengasumsikan bahwa kumparan memiliki hambatan terbesar. Banyak transistor daya dan MOSFET digunakan dalam detektor logam induksi pulsa memiliki arus kontinu maksimum 8 sampai 10 Ampere. Jika kita membangun kumparan sedemikian rupa sehingga memiliki ketahanan minimal 2 Ohm, arus maksimum yang akan mengalir tidak akan pernah lebih dari 7,5 Ampere dengan baterai terbesar dan baterai terisi penuh. Dengan 2 resistansi sirkuit Ohm dan tegangan minimum 9 Volt, arus lebih kumparan akan mencapai sekitar 3,2 Ampere di 250μsec disebutkan di atas, yang lebih dari cukup untuk tujuan pulsa induksi detektor logam umum dengan kemampuan mencari dalam.
Kita sekarang mendefinisikan induktansi dan resistansi kumparan, tapi ini tidak banyak bicara dari desain fisik kumparan jika kita tidak mengetahui dimensi. Dalam tabel di bawah ini saya telah meringkas ukuran kumparan, ketebalan kawat, jumlah putaran dan fisik untuk membangun beberapa ukuran kumparan umum. Dalam semua kasus, saya telah mencoba untuk mendapatkan sedekat mungkin dengan induktansi dan nilai-nilai perlawanan tersebut di atas. Ini akan mengurangi masalah dengan panjang biaya pulsa dan nilai-nilai debit resistor ketika mengubah kumparan.
Bagian utama untuk menghasilkan pulsa magnetik kumparan. Ukuran kumparan adalah terutama tergantung pada kedalaman deteksi yang diperlukan dan ukuran minimum benda yang masih harus dideteksi. Secara umum Anda bisa mengatakan bahwa kedalaman deteksi maksimum teoritis kumparan adalah lima kali diameter dan ukuran minimum dari sebuah objek yang terdeteksi dengan kumparan adalah lima persen dari diameter. Ini adalah nilai maksimum dan sangat tergantung pada situasi. Jelas bahwa dengan koil satu meter Anda tidak akan mendeteksi benda sentimeter lima di lima meter. Ini memberi bagaimanapun ide apa ketik kumparan yang Anda butuhkan untuk masalah tertentu. Banyak orang akan menggunakan detektor logam untuk mencari koin dan perhiasan. Bagi mereka situasi kumparan mm 250 atau 400 akan dilakukan. Dalam situasi saya yang saya butuhkan untuk mencari besi 100 watertubes mm pada kedalaman dua meter. Itulah mengapa saya memutuskan untuk pergi untuk kumparan 1 meter.
Meskipun ukuran fisik dan bentuk koil dapat bervariasi (kumparan persegi atau elips digunakan dalam situasi tertentu dan bekerja sama dengan baik sebagai yang bulat), induktansi dari kumparan hanya sedikit bervariasi antara desain fisik yang berbeda. Induktansi yang optimal umum diterima untuk gulungan mencari detektor logam pulsa induksi adalah di kisaran 300 sampai 500 μH. Untuk proyek ini saya akan menganggap bahwa kumparan digunakan adalah 400 μH. Untuk gulungan yang lebih kecil, ini pada umumnya berarti lebih banyak putaran.
Kumparan pencarian harus dioperasikan dari sumber tenaga listrik yang umum tersedia. Karena sirkuit analog untuk memperkuat sinyal arus eddy kecil dijemput setelah pulsa magnetik telah dihentikan, power supply ganda ± 10 Volt atau 12 Volt ± paling praktis. Kumparan hanya akan dikenakan salah satu dari dua sisi power supply, yang memberikan discharge baterai asimetris jika kita menggunakan dua pak baterai yang terpisah untuk sisi positif dan negatif dari catu daya. Karena itu kami hanya akan menggunakan satu baterai dari 10 atau 12 Volt dan menghasilkan sisi lain dari kekuatan dengan konverter DC / DC. Meskipun hal ini dilakukan di sirkuit logam yang paling komersial dan homebrewn detektor, itu kurang dari ideal. Masalah utama adalah bahwa tegangan yang dihasilkan oleh konverter DC / DC tidak riak gratis, dan terutama pada frekuensi tinggi kami bekerja sama dengan, ini dapat menyebabkan beberapa kopling yang tidak diinginkan. Kami akan menunda masalah ini ke paragraf tentang listrik dan sekarang akan hanya menganggap bahwa kumparan kami dibebankan dengan tegangan apapun antara 9 dan 15 Volt (tergantung pada pilihan yang sebenarnya dari baterai, tingkat pengisian daya baterai etc .)
Ketika tegangan ini diterapkan pada kumparan melalui sebuah transistor bipolar kecepatan tinggi atau MOSFET, arus dalam kumparan akan meningkat secara bertahap sampai dibatasi oleh resistansi internal dari gulungan, transistor pengisian dan komponen lainnya mungkin dengan perlawanan di baris. Semakin lama kita dikenakan pembayaran, lapangan magnet yang lebih tinggi akan. Ini memiliki kelebihan dan kekurangan. Medan magnet yang kuat dapat menembus lebih dalam di dalam tanah. Tetapi jika kita mengenakan biaya untuk jangka waktu yang lebih kemudian mengatakan 250μsec, Anda mungkin lebih-menjenuhkan tanah yang membuat benda-benda kecil tak terlihat akibat kebisingan latar belakang. Oleh karena itu kita harus membatasi biaya waktu maksimum untuk nilai sekitar 250μsec, dengan perlawanan sirkuit cukup rendah untuk memungkinkan arus cukup untuk dihasilkan dalam kumparan selama periode tersebut. Hal ini tidak sulit untuk menghitung arus maksimum yang dapat mengalir melalui koil. Saat ini yang ditentukan oleh resistansi ohmik dari semua komponen dalam loop. Ini adalah aman untuk mengasumsikan bahwa kumparan memiliki hambatan terbesar. Banyak transistor daya dan MOSFET digunakan dalam detektor logam induksi pulsa memiliki arus kontinu maksimum 8 sampai 10 Ampere. Jika kita membangun kumparan sedemikian rupa sehingga memiliki ketahanan minimal 2 Ohm, arus maksimum yang akan mengalir tidak akan pernah lebih dari 7,5 Ampere dengan baterai terbesar dan baterai terisi penuh. Dengan 2 resistansi sirkuit Ohm dan tegangan minimum 9 Volt, arus lebih kumparan akan mencapai sekitar 3,2 Ampere di 250μsec disebutkan di atas, yang lebih dari cukup untuk tujuan pulsa induksi detektor logam umum dengan kemampuan mencari dalam.
Kita sekarang mendefinisikan induktansi dan resistansi kumparan, tapi ini tidak banyak bicara dari desain fisik kumparan jika kita tidak mengetahui dimensi. Dalam tabel di bawah ini saya telah meringkas ukuran kumparan, ketebalan kawat, jumlah putaran dan fisik untuk membangun beberapa ukuran kumparan umum. Dalam semua kasus, saya telah mencoba untuk mendapatkan sedekat mungkin dengan induktansi dan nilai-nilai perlawanan tersebut di atas. Ini akan mengurangi masalah dengan panjang biaya pulsa dan nilai-nilai debit resistor ketika mengubah kumparan.
Nilai-nilai dalam tabel ini adalah teoritis dan dapat bervariasi tergantung pada cara kumparan diciptakan. Terutama induktansi dapat bervariasi secara signifikan dengan perubahan kecil pada jarak antara kabel. Anda tidak harus affraid itu. Kumparan akan berfungsi dengan baik, bahkan jika induktansi berbeda 10 atau 20% dari nilai yang disebutkan di sini. Kumparan melingkar harus dibuat dari kawat tembaga diemail. Ukuran 0.14mm2 dan 0.20mm2 yang umum ketebalan dan harus tersedia di setiap toko elektronik yang lebih besar atau melalui mail order. Kumparan persegi diciptakan dari kabel multikabel data. Multikabel kabel 10x0.34mm2, 8x0.34mm2 dan 7x0.50mm2 diproduksi oleh perusahaan seperti Unitronic untuk menghubungkan sensor dalam aplikasi industri. Pastikan untuk membeli kabel tanpa pelindung untuk tujuan ini
Source link for more information
No comments:
Post a Comment