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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PI Metallsuchgerät myavr myfinder


Autor: Hannes (Gast)
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Ich teste gerade verschiedene Ansätze für ein Pulse Induction 
Metallsuchgerät.

Für myavr gibt es den Zusatz myfinder, der mit nur einem OpAmp auskommt.

Kennt diesen myfinder jemand? Nach welchem Prinzip arbeitet die 
Schaltung?

Danke!

Hannes

Autor: MaWin (Gast)
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> Kennt diesen myfinder jemand?

Sicher, Google:
http://www.myavr.info/download/projekte/myfinder/p...

> Nach welchem Prinzip arbeitet die Schaltung?

In der ersten Zeile der Aufgabenstellung steht:
"Metalldetektor nach dem Puls-Induktions-Verfahren"


Die Schaltung ist eine DEMONSTATION damit man quasi an
einem spartanischen Oszillographenbild erkennt, was beim
Pulsinduktionsverfahren passiert.

Die Schaltung ist durch Auslegung (Spule, Puls,
Empfindlichkeit) nur eine Demo und vollkommen ungeeignet
zur echten Metallsuche. Durch Einsatz des myAVR ist sie
auch nicht preiswert.

Auf gut deutsch: Wenn die Schaltung Metall erkennt, kann
man das Metall auch schon sehen.

Ganz allgmein sind Pulsinduktions-Metallsucher sehr
unempfindlich und sicher nicht mehr Stand der Technik.

Muß es dennoch unbedingt PI sein, findet man im Netz
einige Shcaltpläne ehemals kommerzieller Metallsuchgeräte
mit grossen Spulen und hoher Empfindlichkeit, bei denen
man zumindest Mtall finden kann, welches so wiet weg ist
wie die Spule an Durchmesser hat.

Autor: Dirk (Gast)
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>Ganz allgmein sind Pulsinduktions-Metallsucher sehr
>unempfindlich und sicher nicht mehr Stand der Technik.

Da spricht wieder so ein selbsternannter Experte.

Dieser "MaWin" ist mir in der Hinsicht schon öfter aufgefallen.

Autor: Wayne Monga (vibra)
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moin

Auf der Seite Pulsdetektor findet man viele Projekte ,mit und ohne AVR.
http://www.pulsdetektor.de/inhalt.html

mfg

Autor: Michael (Gast)
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Dirk schrieb:
>
> Da spricht wieder so ein selbsternannter Experte.
>
> Dieser "MaWin" ist mir in der Hinsicht schon öfter aufgefallen.

Wer hat denn schon wieder die Türe der Kinderkrippe offen gelassen?

Autor: Wilhelm F. (ferkes-willem)
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>Puls-Induktions-Verfahren

Was ist das, wie funktioniert es?

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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@Dirk (Gast)

> Dieser "MaWin" ist mir in der Hinsicht schon öfter aufgefallen.

Das geht mir auch oft so. Ich frag mich manchesmal, wieviele
Antworten auf fragen nicht gepostet wurden weil Mr. "Ich weiss alles"
schon wieder tätig war.

Aber das ist halt so.

Gruss Klaus

Autor: MaWin (Gast)
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> Ich frag mich manchesmal, wieviele Antworten auf
> fragen nicht gepostet wurden weil Mr. "Ich weiss
> alles" schon wieder tätig war.

Ja nun, wenn diese Antworten nicht gepostet wurden,
dann war wohl mit meinem Beitrag alles in Ordnung und
niemand konnte ihn korrigieren, inhaltlich verbessern
oder etwas sinnvolles hinzufügen.

Dirk kann auch nichts dergleichen tun, es fehlen in
seinem Beitrag jegliche harten Fakten, so daß man den
schwammigen Beitrag auch nicht inhaltlich zerpflücken
kann, sondern er kann nur pöbeln.

Auf solche Kindergartenkinder hat die Welt gerade noch
gewartet.

Autor: Klaus De lisson (kolisson)
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Frohe Weihnachten

Autor: Michael R. (michi42)
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Hi MaWin,

wie eine Simulation mit FEMM und eigene Versuche zeigen ist das mit dem 
1..2 x Spulendurchmesser nicht ganz von der Hand zu weisen :-)

Die Feldgeometrie hängt halt sehr von der Spule ab.

Andererseits, was gibt's für Alternativen?

BFO
Symmetrieverschiebung von gekoppelten Spulen
PI
Wünschelrute?

Was ist den gerade "en Vogue"?

Ich mache gerade ein paar Vorversuche mit PI.
Das größte Problem ist wohl, möglichst dicht  (< 5 us) nach dem Wegfall 
des Treiberstromes zwei drei Messpunkte zu nehmen.

Autor: MaWin (Gast)
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> Andererseits, was gibt's für Alternativen?

BFO ist noch schlimmer, gerade geeignet um am Flughafen den Gästen 
Sicherheit vorzutäuschen und Schlüsselbunde zu finden.

Wenn es um archäologische Schätze geht ist derzeit wohl 
Magnetfeldmessung angesagt mit computergestützter Auswertung mehrerer 
Sensoren.

Wenn es um versteckte Pistolen geht wohl Backscatter von Radar oder 
Röntgenstrahlungen.

Autor: Michael R. (michi42)
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> BFO ist noch schlimmer, gerade geeignet um am Flughafen den Gästen
> Sicherheit vorzutäuschen und Schlüsselbunde zu finden.

Na ja, immerhin erlaubt es prinzipbedingt, seltene Kronkorken von den 
bei mir zuhauf vergrabenen Goldnuggets zu unterscheiden.

> Wenn es um archäologische Schätze geht ist derzeit wohl
> Magnetfeldmessung angesagt mit computergestützter Auswertung mehrerer
> Sensoren.
Förstersonde? Protonenspin? Squids?
Mach ma langsam, das sind Hobbyprojekte! Es reicht wohl, wenn es im 
Garten etwas quietscht.
>
> Wenn es um versteckte Pistolen geht wohl Backscatter von Radar oder
> Röntgenstrahlungen.
Hat nicht jeder einen Backscatter oder Thz Scanner. Auch ein echtes 
Bodenradar ist wohl ausser jeder Diskussion.

Ich denke, das PI ist wohl noch das, was man mit Hobbymitteln am 
leichtesten hinbekommt.

Strom aus, Timer gestartet, 2..3 Komperatoren, flankengetriggerter Timer 
interrupt etwas Software und fertig ist das Spielzeug. Das sollte man in 
ein paar Tagen hinbekommen.

Ich glaube das geht besser als der ganze analogkram wo man mindestens 
zwei Spulen braucht, um dann Güte und Phase oder Güte und Induktivität 
auswertet.
Wäre aber als Vergelichstest mal reizvoll.

Autor: Frage (Gast)
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MaWin schrieb:
> BFO ist noch schlimmer, gerade geeignet um am Flughafen den Gästen
> Sicherheit vorzutäuschen und Schlüsselbunde zu finden.
>
> Wenn es um archäologische Schätze geht ist derzeit wohl
> Magnetfeldmessung angesagt mit computergestützter Auswertung mehrerer
> Sensoren.
>
> Wenn es um versteckte Pistolen geht wohl Backscatter von Radar oder
> Röntgenstrahlungen.

Hey MaWin, erzähl doch mal. Du scheinst dich ja in der Materie 
auszukennen. Arbeitest du bei einem Hersteller von Metalldetektoren? 
Bist du selbst Sondengänger? Welche Erfahrungen hast du selbst mit den 
unterschiedlichen Technologien/Geräten gemacht. Welche kannst du im 
praktischen Einsatz empfehlen und wenn ja, warum?

Autor: MaWin (Gast)
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> Arbeitest du bei einem Hersteller von Metalldetektoren?

Nein, aber es gibt 2 Leute in meinem Bekanntenkreis:
Der eine sucht hobbymässig, ist also wohl auf dem Niveau von Dirk,
der andere ist Geologe am Institut und hat Zugriff auf alles was gut und 
teuer ist,
und da merkt man schon, wie der eine über den anderen staunt.

Ganz prinzipiell hat sich seit dem Stand der 70ger Jahre halt inzwischen 
in allen Bereichen eine Entwicklungsrichtung ergeben: Man verwendet 
nicht mehr 1 Sensor (oder: 1 Sensor der nur 1 Ort erfasst), sondern 
mehrere Sensoren (bzw. ein Sensor an mehreren Orten) und bildet durch 
die erfassten Signale mit Computerunterstützung ein 3d Bild.
Das gilt in der CT/MRT Tomographe, das gilt bei Röntgen oder Radar, das 
gilt bei Echolot oder Seismologie, und eben auch bei Messungen von 
Magnetfeld und Bodenleitfähigkeit, weil sich inzwischen Dank der 
Rechenleistung aus mehreren korrelierten Signalen nicht nur perfekte 
Bilder formen lassen, sondern eben auch die Auflösung und Genauigkeit 
massiv gesteigert werden kann.

Denk an's Echolot mit 1 ping: durch die rücklaufende Welle weiß man, daß 
im Kreis von (x Metern) um den Sensor irgendwo irgendwas ist.
Hat man aber 2 Sensoren, kann man durch Schnittpunktberechnung der 
Entfernungen x1 und x2 exakt die Position berechnen. Hmpf, ein Bild 
würde mehr sagen, ich hoffe man hat's verstanden und erkennt, welche 
Welten an Detailreichtum dazwischen liegen.

Autor: Michael R. (michi42)
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so,

hab gerade mal ne Luftspule gewickelt d= 24cm (Kochtopf) ca 30 Wdg.

Nach Rlc-Messkrücke:
L= 630uH, R=3,7 Ohm
Bei dicken Metallteilen ändert sich die Induktivität etwa um +-10uH je 
nachdem - Eisenteil oder Messing. Gemesen bei 10 kHz.

Dann den Funktionsgenerator angeworfen und einen irlz34n getrieben.
Als Last/snubber muss man bis 40 Ohm runter um die 50Vuds bei 5 V 
Speisung nicht zu überschreiten - sonst clipping.
Dann verschiedenes in die Spule gehalten. Die zeigt sich relativ 
unbeeindruckt, falls man nicht mit viel Blech ankommt.
Also so ein schnell mal zusammengesteckter Aufbau tut's noch nicht so 
ganz...
vermutlich ist der Bedämpfungswiderstand viel zu klein und daher die 
Abklingdauer viel zu lang.

Gibt's da ne Dimensionierungsregel?

Autor: _BT (Gast)
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Hallo,

naja ich kann hier auch nur einfach mal ein paar tage studium der seiten 
auf pulsdetektor.de und ein bisschen googeln empfehlen.

also erst mal zu der these PI wäre unempfindlich... was auch immer das 
heißen soll. so wie dargestellt soll es wohl heißen hat geringe 
suchtiefe... das ist quatsch. PI ist vielleicht sogar (außgenommen 
magnetometer) das verfahren welches die größte suchtiefe erreichen kann, 
die grenze ist hier nicht das verfahren PI sondern die enhergiequelle um 
einen ausreichens starken elektromagnetischen impuls zu erzeugen. PI 
Detektoren zeichnen sich gerade ganau dadurch aus, dass sie groche 
reichweite entwickeln.

zweitens, die faustformel suchtiefe = ein bis zweimal spulendurchmesser 
ist eben genau nicht für PI sondern für BFO, TR oder VLF also alles was 
letztich ein schwingkreis als prinzip hat ... ausgenommen hier verfahren 
die eben nicht auf der wechselwirkung metall und einer im schwingkreis 
befindlichen spule beruhen... zb. IB und Magnetometer und natürlcih PI 
also ich bin mit sehr primitiven pi schaltungen wie dem ATiny von 
Pulsdetektor.de schon locker mehr als 2 x Spulendurchmesser gekommen.

drittens, was PI natürlich zuzuschreiben ist das wäre seine BRUTALITÄT 
die dem verfahren inne wohnt. -> sende einen gigantischen EMP -> erzeuge 
damit wirbelströme im gesuchten metall -> empfange die zurückkehrenden 
sekundärsignale der zusammenbrechenden wirbelströme nach schlagartigem 
abschalten der spule... verstärke dises mindestens 1000fach... werte in 
alles ruhe aus... die reichweite dieses prinzips ist einzig von der 
stärke des EMP abhängig also ein energetisches problem... wenn du nicht 
gerade nen BleiAkku auf dem rücken rumschleppen willst


viertens, was PI auch zuzuschreiben ware ist, dass eine 
metallunterscheidung recht schwierig ist da diese aus der signatur des 
sekundärsignals aufwändig herausgefiltert werden muss... hier ist ein 
auf schwingkreisen basierendes system meilenweit im vorteil... aber auch 
das ist lösbar wie man auf pulsdetektor.de sehen kann

fünftens, fausformeln... findest du z.b. unter spulenbau auf 
pulsdetektor.de ... hier mal ein paar meiner erfahrungen... spule nicht 
zu sehr dämpfen um näher an den abschaltpunkt zu kommen 
(dämpfungswiderstand über der spule) das deckt dir mehr zu als was die 
annäherung bringt... optimal ist die spule so zu beruhigen das sie nicht 
ausschwingt und man sauber das sekundärsignal zwischen 10µs bis 20µs 
nach abschalten der spule austasten kann, Spule nicht mehr als 30 
windungen... eher weniger 20-25 windungen... meine besten spulen waren 
im durchmesser ca 30 cm und hatten 22-24 windungen und einen 
gleichstromwiderstand von 2,5 bis max 3 ohm... ein satter spulenstrom 
ist wichtiger als eine übermäßige induktivität der spule... und wichtig 
ist ne saubere wicklung...

sechstens... der myfinder sit zum kennenlernen des wirkprinzips und der 
programmierung des timings eines PI echt witzig... hätte nie geglaubt 
dass man mit so wenig bauteilen auskommt übrigens schafft der myFinder 
objektabhängig auch gut und gern 1 bis 1,5 Spulendurchmesser reichweite 
...

cu BT

Autor: Michael R. (michi42)
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Na ja,

gelesen hab ich bei den einschlägigen Kandidaten einiges.

Die Spulentreiber sind ja alle recht ähnlich...
Es gibt die p un nmos variante und welche mit igbt's.
Was ich nicht gefunden habe, ist eine erklärte Dimensionierung des 
Dämpfungswiderstandes.

Wenn ich einen schnellen Feldabbau haben will (will man! U=l*di/dt), 
darf es nicht zu niederohmig werden.
d.H. es ist wohl sehr wichtig, einen Mosfet mit hoher 
Spannungsfestigkeit zu verwenden. Die die Feldenergie muss ja irgendwie 
schnell weg, da bleibt nur eine hohe Spannug am Dämpfungsglied. Wenn der 
Mosfet durchbricht ist das auch nicht so toll (verträgt er zwar) dauert 
aber lang.

Warum jetzt aber die induzierten Wirbelströme nach dem Feldabbau 
weiterströmen sollen hat sich mir noch nicht erschlossen.

Der Rest der Schaltung mit den Klemmdioden ist mir auch nicht klar.
Warum so lange warten bis die Spannung unter den 0.7 V ist?
Wäre ein Spannungteiler nicht besser?

Autor: Michael R. (michi42)
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So,

nun mit spannungsfesterem Fet (irfp250, was besseres war grad nicht da.)
Dämpfung so gewählt, dass der Fet nicht in den Durchbruch kommt.

Ich habe mal Schätzung und Realität verglichen.

Der weisse Kanal ist die eisenfreie Referenzmarke.
Gelb ist ein Blechdeckel in der Größe der Suchspule (direkt aufgelegt).

Generell scheint es eher auf Wirbelstromverluste als auf Masse 
anzukommen.
(erwartet)

Autor: _BT (Gast)
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hallo,

na vielleicht hab ich mich in der eile etwas ungenau ausgedrückt... 
während das feld steht gibt es natürlich keine wirbelstrominduktion die 
erfolgt ja bei feldänderung also auf- oder abbau des feldes... die 
impulslänge von mind 60 µs bis gängige 100µ ist die zeit die die spule 
benötigt um das feld komplett aufzubauen... den strom länger fließen zu 
lassen ist blanke vergeudung es sei denn die spule soll als heizung 
etwas von den schneemassen hier wegtauen... die feldänderung beim 
abschalten ist verantwortlich für die gewollte wirbelstrominduktion... 
wenn das feld zusammengebrochen ist folgt der zusammenbruch der 
wirbelströme welche ihrerseits wieder ein schwaches sekundärfeld 
aufgebaut haben und nun wieder abbauen... dieses abbauen der 
sekundärfelder kann jetzt detektiert werden... dazu kann man aber muss 
man nicht die sendespule als empfänger nehmen... dazu darf die natürlich 
nicht noch schwingen also muss die gedämpft werden und das schwache 
signal muss erheblich verstärkt werden... die auswahl des 
dämpfungswiderstandes mach ich am oszi ;-) per MUP-Methode und bei der 
verstärkung komm ich mit 1000fach am besten... übrigens hab ich im netz 
auch schon irgendwo PI lösungen mit getrennter sende und empfangsspule 
gesehen grübel bilde ich mir wenigsten ein :/

wie hoch ist die Verstärkung des abgegriffenen Sekundärsignals? oder 
"detektierst" du momentan nur die wirmelstromverluste eines gullideckels 
dierekt auf der spule ;-) ... die sekundärsignale von typischen 
objeketen wie nen euro oder ein nagel sind am oszi nach meinen 
erfahrungen eher nicht sichtbar die spannungsdifferenz liegt im milli 
bis mikrovoltbereich

cu BT

Autor: _BT (Gast)
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sorry... mir schoss noch was durch den kopf... zum schutz des fet kann 
parallel zum dämpfungswiderstand ne bidirektionale schutzdiode eingebaut 
werden die kannst du ja so wählen, dass sie dir den peak schon an der 
spannungsgrenze des fet abschneidet ;-)

cu BT

Autor: Michael R. (michi42)
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Zur Dimensionierung des Dämpfungswiderstandes sagst Du, so klein machen, 
dass der Zweipol "reale Suple" nicht schwingt.
Ok, das kann ich verstehen.

Ladephase:

Klar, man legt nur solang Spannung an, bis die Spule "voll" ist. D.H. 
näherungweise der Gleichstomwiderstand wirkt.

Kollaps-Phase:

> wenn das feld zusammengebrochen ist folgt der zusammenbruch der
> wirbelströme welche ihrerseits wieder ein schwaches sekundärfeld
> aufgebaut haben und nun wieder abbauen... dieses abbauen der
> sekundärfelder kann jetzt detektiert werden...

Verstehe ich nicht.
Ich denke, es passiert praktisch gleichzeitig
Wenn die Sendespule kein di/dt mehr produziert gibt's auch keine 
Wirbelströme im Fundstück.
Signallaufzeit: 30cm sind bei etwa Lichtgeschwindigkeit 1..2 ns

Schutzdiode über den FET:
- Braucht's nicht (haben die eh schon eingebaut)
- ist auch schlecht, da die Energie dann in der Schutzdiode bei 
konstanter (niedriger) Spannung und linear fallendem Strom verheizt 
wird. (P=U^2*i) Das verlängert den Puls. (Das ist im Prinzip genau das 
gleiche, wie den Dämpfungswiderstand zu klein zu machen)


> wie hoch ist die Verstärkung des abgegriffenen Sekundärsignals? oder
> "detektierst" du momentan nur die wirmelstromverluste eines gullideckels

Ich hab nur den Spannungsverlauf der Spule dargestellt. Also genau wie 
Du oben schreibst. Wirbelstromverluste des Gullideckels.

Sieh Dir mal die schwach gekoppelte Spule im Spice an,  des ist der 
Gullideckel.

Autor: ivelin (Gast)
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hallo
Wie behebe ich REGELUNG
ERROR dort irgendwo
GRÜSSE
Sophia
Bulgarien

Autor: ivelin (Gast)
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E-Mail  ivelin@inbox.ru
GRÜSSE
Sophia
Bulgarien

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