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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Metalldetektor mit AVR


Autor: Herr_Mann (Gast)
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Hallo,

hat jemand eine Idee für einen einfachen und doch empfindlichen 
Metalldetektor mit einem AVR?

Meine Idee ist, den AVR zu benutzen, um ein frequenzvariables 
Rechtecksignal von ca. 50Khz auszugeben.
Die Suchspule wird in einen Schwingkreis integriert, der ebenfalls um 
50KHz schwingt.
Beide Signale werden gemischt und akkustisch verstärkt.
Stimmen die Frequenzen überein, ist nichts zu hören.
Wenn aber ein Metallgegenstand in die Nähe der Suchspule gerät, wird der 
Schwingkreis gegenüber dem Rechteckoszillator verstimmt und am 
Verstärkerausgang macht sich ein Pfeifen oder Zwitschern bemerkbar.

Auf "Null" abgeglichen wird über Änderung der Rechteckfrequenz des AVRs, 
das hat den Vorteil, dass der Spulenoszi ohne Trimmer etc. auskommt.

Würde das in der Praxis so hinkommen und/oder gibt es noch andere Ideen?

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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hab erst vor n paar Wochen mit dem Thema gebastelt.
Mein Ansatz war n LC-Schwingkreis und OPAMP-Schaltung.
Ohne Metall lief der Schwingkreis auf seiner Resonanzfrequenz,
über die Anwesenheit von Metall war n Frequenzhub bzw.
Absenkung messbar der dann einfach per Counter vom AVR
gemessen wurde ...
lief auch ganz gut, die Krux bei der Geschichte ist/
war die Suchspule.

Autor: Herr_Mann (Gast)
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coole idee!

was war denn das problem bei der suchspule? das wickeln?

Autor: Herr_Mann (Gast)
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PS: warum ist der Beitrag eigentlich im Analogforum gelandet, es geht 
doch eindeutig um Mikrocontroller!!!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Herr_Mann wrote:
> PS: warum ist der Beitrag eigentlich im Analogforum gelandet, es geht
> doch eindeutig um Mikrocontroller!!!

Was hat eine Suchspule mit dem Controller zu tun?

Ehrlich gesagt: in den Bastelbüchern meiner Jugendzeit waren schon
Metalldetektoren beschrieben, da gab es noch gar keine Controller.
Auch später der A301 (Ossis werden sich erinnern): kein Controller.
Ich weiß nicht, warum man hierbei überhaupt einen Controller
anwenden sollte (und ich bin eigentlich ein großer Freund dieser
Bauteile).

Daher habe ich das ins Analogforum geschoben, denn mir scheint, dass
alle deine Fragen sich wohl auf den Analogteil beziehen.

Autor: axelr. (Gast)
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Hi,

so kannte ich das biher auch - mit A301 usw. -

Mich hatte in diesem Zusammenhang interessiert, wie die kommerziellen 
Geräte Schrott, Gold, Alu usw. anzeigen können und wenn man im Netz mal 
ein wenig recherchiert, dann gehöre der Thread sehr wohl nach "oben" 
ins Mikrocontrollerforum.
Da wird der Spule ein kurzer Impuls verpasst und über die 
Signaldämpfung, den erzeugten Oberwellen, die aus den Eisenverlusten 
entstehen(Wenns denn Eisen sein sollte) und nen Haufen anderer 
Berücksichtigungen wird dann das Material "errechnet". Im Prinzip machen 
die QuasiFFT und nutzen die entstandenen Oberwellen zur Anzeige.

Als Spule haben die HF-Litze genommen und auf einer großen 
Plexglasscheibe Schlitze reingesägt und dort die Sule als 
(binmirnichtsicher) Kassetten - oder Wabenwicklung aufgebracht.
Alles in allem sehr imposant.
Kann jetzt leider nichts an Links posten, weil ich gerade von "auswärts" 
portabel bin.

Grüße an alle
Axelr.

Autor: MWS (Gast)
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Axel,

ich denke, das nennt man Bodenradar, und da ist jede Menge µC drin.

Nur ging's in der OT darum, einen µC als simplen Frequenzgenerator zu 
missbrauchen. Das ist schon sehr dünn um mit µC etwas zu tun zu haben. 
Und nutzt auch die Möglichkeiten eines µC's in keinster Weise.

Wenn wenigstens angedacht gewesen wäre, die Mischfrequenz per µC zu 
ermitteln und auszuwerten, bzw. nachzuführen, dann wär's wenigstens a 
bisserl interessant.

Autor: Herr_Mann (Gast)
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>Wenn wenigstens angedacht gewesen wäre, die Mischfrequenz per µC zu
>rmitteln und auszuwerten, bzw. nachzuführen, dann wär's wenigstens a
>bisserl interessant.

Hallo MWS,
das war angedacht (s.o.)!
>Auf "Null" abgeglichen wird über Änderung der Rechteckfrequenz des AVRs,
>das hat den Vorteil, dass der Spulenoszi ohne Trimmer etc. auskommt.

Das Signal könnte man auch über einen AD-Port diskriminieren, ich hatte 
extra expliziet nach anderen Ideen hierzu gefragt (auf AVRs bezogen).

Und jetzt gammelt mein Thread im Analogforum rum, das passt nun wirklich 
nicht!
So ein Thema soll sich ja schließlich auch erst noch entwickeln können!
Ich bitte um Rückverschiebung!

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Herr_Mann wrote:

> Und jetzt gammelt mein Thread im Analogforum rum, das passt nun wirklich
> nicht!

Klär doch bitte erstmal das Analog-Frontend.

Autor: Ralf2008 (Gast)
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Habe mal vor einiger Zeit diesen russischen Metalldetektor, der nach 
einem dieser Prinzipien funktioniert, nachgebaut:

http://www.masterkit.ru/info/magshow.php?num=337
http://home.skif.net/%7Eyukol/russian.htm

Verwendet wird unter anderem ein Atmel AVR AT90S2313, der sich aber 
einfach durch den ATtiny2313 ersetzen läßt. Ein NE555 erzeugt in einer 
Spule ein 20 kHz-Signal, welches vom Mikrocontroller kontinuierlich 
gemessen und mit dem Referenzwert (Luftabgleich, Kalibrierung) 
verglichen wird. Die Differenz wird dann in ein Display ausgegeben.

Die Metall-Erkennung funktioniert ganz gut, allerdings scheitert das 
Ganze daran, dass man im Prinzip für die Elektronik kein gescheites 
Sonden-Gehäuse findet. Zum Experimentieren hinreichend, aber sicherlich 
noch verbesserungswürdig.


Ralf2008

Autor: Weingut Pfalz (weinbauer)
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Bei der von mir verwendeten Schaltung brauchts ne
große Spule mit vielen Windungen, die am Besten noch in
nem bestimmten Schema gewickelt wird um gute Ergebnisse
zu erreichen. Mit einfach mal ne Klorolle und Draht
gibt das nicht viel her wie ich feststellen musste ...
Und da häng ich im Moment auch noch fest, sprich ich
wickle noch an der Spule rum um die bestens hinzubekommen
nach dem Prinzip Versuch und Irrtum :o(
Es gibt im Netz ne ganze Menge guter Schaltungen
der hier ist im Prinzip das was ich auch gebaut hab:
http://home.skif.net/~yukol/MetalE.htm
Nur der Schwingkreis ist bei mir mangels NE555 auf
nen OpAmp umgebaut worden (LM324 hat man ja immer in der Bastelkiste)

Autor: 555-er (Gast)
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> (LM324 hat man ja immer in der Bastelkiste)

Na, der eignet sich nun bestimmt für Kippschaltungen im 
Mittelfrequenzbereich...

Autor: Ralf2008 (Gast)
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Mit einer zaghaft umwickelten Klorolle kommt man elektrotechnisch nicht 
weit. :) Benötigt wird eine Spule mit ca. 190mm Durchmesser und ca. 100 
Windungen 0,3-0,56mm CuL-Draht. Eine Methode ist es, die Spule bzw. den 
Kreis mit dem gewünschten Durchmesser auf ein Brett aufzuzeichnen, Nägel 
hineinzuschlagen und den Draht herum zu wickeln. Anschließend Nägel 
ziehen, Spule mit Klebeband umwickeln usw. ...

http://pe2bz.philpem.me.uk/Comm01/-%20-%20Ion-Phot...


Ralf2008

Autor: gast (Gast)
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Autor: Herr_Mann (Gast)
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Danke für die Links!

Hat jemand mal folgendes ausproboiert:

niederfrequenten LC-Oszi mit Transistor aufgebaut, L=Suchspule, und der 
Controller wertet die Frequenz aus, die sich bei Metall in der Nähe 
ändert?

Autor: mr.chip (Gast)
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> niederfrequenten LC-Oszi mit Transistor aufgebaut, L=Suchspule, und der
> Controller wertet die Frequenz aus, die sich bei Metall in der Nähe
> ändert?

Die Frequenz ändert sich nicht. Lediglich Phasenlage und Amplitude 
werden durch anwesendes Metall variiert.

Autor: mr.chip (Gast)
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Nachtrag: Jedenfalls nicht dann, wenn man einen permanent von aussen 
angeregten Schwingkreis vorliegen hat.

Autor: Herr_Mann (Gast)
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na das war ja auch nicht die frage, es geht ja um einen LC-Schwingkreis.

Habe jatzt auch einen als Colpitts-Oszillator aufgebaut, f = 12,0 KHz, 
bringt man einen fetten Haufen magnetisches Metall in die Spule ein, 
sinkt die f um o,25KHz ab, also nicht grade die Welt.

Hat jemand bessere Vorschläge für einen Metalldetektor zum Auffinden 
kleiner Metallteile wie Schrauben, Muttern, Münzen etc. aus Stahl und 
Messing bzw. Kupfer?

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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>Die Frequenz ändert sich nicht. Lediglich Phasenlage und Amplitude
>werden durch anwesendes Metall variiert.

Doch Mr. Chip, die Frequenz ändert sich.

In der einfachsten Variante der Metallsuchgeräten nimmt man gerade 
solche Oszillatoren (als Suchoszillator), die sich leicht verstimmen 
lassen.

Als Mischprodukt mit einem möglichst konstantem Oszillator ergibt sich 
dann eine niedrige Frequenz die direkt im Hörbereich liegt.

guude
ts

Autor: Herr_Mann (Gast)
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Man nennt das auch Schwebung ;)

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Thomas S. wrote:

> In der einfachsten Variante der Metallsuchgeräten nimmt man gerade
> solche Oszillatoren (als Suchoszillator), die sich leicht verstimmen
> lassen.

Diese Variante dürfte sich allerdings vor allem zum Suchen von
eisenhaltigen Teilen (,,Minensuchgerät'') eignen.

Für die Suche nach beliebigen Metallen dürfte es sinnvoller sein,
stattdessen die Bedämpfung eines Schwingkreises (durch die in den
Metallteilen verursachten Wirbelströme) auszuwerten.  Meiner
Erinnerung nach funktioniert so der oben genannte IC A301D.

Autor: Thomas S. (tsalzer)
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Tschuldigung Herr_Mann, ich hatte nicht alles gelesen, eigentlich auch 
nicht die Eröffnung...aber ich war halt sooo in Tiplaune nach dem vielen 
Äppler!

guude aus Hessen

ts

ps

Ich habe ja auch so ein Fertiggerät in der Garage, aber hierzulande ist 
ja auch das verboten.Ich habe trotzdem mal eine Schuhschnalle von ca. 
1300 gefunden, damals, als alles noch besser war.

 ts

Autor: Kh Loeter (loeter)
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Als Spule duerfte sich die Entmagnetisierungspule aus einem kaputten 
Fernseher gut eignen. Luftspule mit großem Durchmesser und 50-100 
Windungen, Klebeband umwickelt.

Autor: PJ (Gast)
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Was ist hier verboten? Mit Metallsuchern rumzulaufen und Sachen zu 
finden?

Autor: gast (Gast)
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> Was ist hier verboten? Mit Metallsuchern rumzulaufen und Sachen zu
> finden?

Je nach Bundesland. In BW bekommst du keine Genehmigung dafür. In 
anderen Bundesländern bist du der Willkür des zuständigen Archäologen 
ausgeliefert. Einfach so mit einem Metalldetektor rumlaufen und in der 
Erde buddeln ist nicht, auch nicht auf eigenem Grundstück.

Autor: mr.chip (Gast)
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> Doch Mr. Chip, die Frequenz ändert sich.

Man muss sich im klaren sein, worüber man redet: Wenn man die Spule als 
Teil eines Oszillators hat, dann ändert sich natürlich die Frequenz. 
Wenn man - wovon ich ausgegangen bin - die Spule an einen unabhängig 
arbeitenden Oszillator anschliesst und danach das Antwortsignal misst, 
dann ändert sich die Frequenz nicht, sondern nur Phasenlage und 
Amplitude. Beim Metalldetekor wird offensichtlich aber eher erstere 
Variante verwendet.

Autor: PJ (Gast)
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