Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Multimetr FlukeMultimetr Fluke
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wskaźnik VU,mikroamperomierz do wykrywacza metali

29 Sty 2006 23:49 6511 18
  • Poziom 13  
    Witam

    Posiadam wykrywacz metali nie lubie używać słuchawek ale nie chce pomijać tych najsłabszych sygnałów które niestety można wychwycić tylko na słuchawkach w związku z tym wpadłem na taki pomysł (nie wiem do końca czy jest to dobry pomysł i czy da się go zrealizować tak żeby urządzenie spełniło zamierzoną funkcję).
    Chodzi o to aby taki wskaźnik podłączyć równolegle z głośniczkiem ewentualnie do wyjscia słuchawkowego w taki sposób aby wskaźnik wychylał się tylko przy najsłabszym sygnale tzn. jeśli np przyjmiemy że głośność sygnału głośnika jet to zakres od 0 do 10 to maksymalne wychylenie wskaźnika powinno leżeć w zakresie od 0 powiedzmy do 2, a konkretniej żeby było weselej to od 0,5 do 2 bo te pierwsze 0,5 to sygnał wiodący wykrywacza:D.
    W praktyce powinno to wyglądać to tak:
    1-włączamy wykrywacz i ustawiamy lewo słyszalny sygnał wiodący wtedy
    na wskaźniku mamy zero/ewentualnie np 1 czyli wartośc sygnału
    wiodącego (lepiej zero)
    2-w zasięgu wykrywacza pojawia się coraz bliżej metalowy przedmiot ale
    sygnał jest tak mały że bardzo ciężko go wychwycić uchem z głośnika
    (wiadomo warunki zewnętrzne,szum liści,wiatr rozmowa z kompanem)
    wtedy wskaźnik zaczyna prace :D czyli zdecydowanie się wychyla
    aż do maksymalnego położenia (oczywiscie adekwatnie do sygnału a
    raczej tej częsci sygnału)
    3-przedmiot jest już blisko i głośnik wyje tak że dobrze go słychać wtedy
    wskaźnik wraca do zera/ewentualnie pozostaje na maxymalnym
    wychyleniu (ale tak aby się nie uszkodził bo sygnał na głośniku będzie
    wtedy kilka razy większy niż jego zakres)

    Prosze was o komentaże na temat zasadniści oraz funkcjonalności takiego rozwiązania, oczywiście najbardziej interesują mnie propozycje wprowadzenia go w życie czyli schemat jak to podłączyć:D

    Pozdrawiam
  • Multimetr FlukeMultimetr Fluke
  • Poziom 13  
    HELP HELP HELP !!!
  • Poziom 13  
    Jak bym go umiał wymyśleć to bym go wymyślił :cry:
  • Multimetr FlukeMultimetr Fluke
  • Specjalista elektronik
    A przychodzi mi do głowy taki układ: wskaźnik jednym końcem do masy (powiedzmy minusa), drugim
    przez opornik (taki, żeby razem z opornikiem potrzebował około 1.5V do pełnego wychylenia do kolektora
    tranzystora NPN (jakiś BC548); od tego kolektora do plusa zasilania opornik (ma dostarczyć ze 2x więcej
    prądu, niż wskaźnik potrzebuje do pełnego wychylenia), i do bazy dioda (jakaś BA...), emiter do masy.

    Włącz coś takiego, jak dobrze dobrałeś elementy, to wskaźnik powinien wychylić się do końca
    skali - powinno na nim być około 1.5V, razem z tym opornikiem idącym do kolektora.

    No to teraz podłącz przez kondensator i szeregowo z nim opornik 330R (kondensator - żeby przez to
    połączenie nie płynął prąd stały; opornik - ma ograniczyć prąd do kilkunastu mA) do głośnika i zobacz,
    jak się zachowa wskaźnik. Na pewno nie tak, jak pisałeś - przy braku sygnału będzie na końcu skali, zamiast
    na początku. A im większy będzie sygnał, tym mniej wskaże. Oceń, jak się mają wskazania do sygnału w głośniku.
  • Poziom 13  
    Spłodziłem taki oto schemat, czy tak to ma wyglądać ?
    Wolał bym jednak układ który będzie działał tak jak napisałem w pierwszym poście, chce obserwować tylko wycinek sygnału z głośnika to znaczy nie interesuje mnie ta część sygnału która jest przed (sygnał wiodący)ani po (to już dobrze słysze z głośnika) tym wycinku.
    Myśle że ten sygnał żeby był widoczny na wskaźniku (pomiędzy min a max) trzeba by wzmocnić.
  • Specjalista elektronik
    Trochę inaczej - myślałem o czymś takim, jak na moim schemacie.

    Dodałem diodę zabezpieczającą przed ujemnym napięciem na bazie,
    i dorysowałem wersję, która bez sygnału wskaże około zera (na dole).

    Zobacz, jak to będzie działać. W dolnym układzie na początek pomiń
    opornik nad kondensatorem - zostaw tylko ten nad diodami, powinien
    być taki, żeby wskaźnik podłączony do zasilania przez ten opornik
    wychylał się do końca; jak po podłączeniu będzie za bardzo wychylał
    się od sygnału wiodącego, to dodaj ten pominięty opornik i dobierz
    go tak, by było lepiej. Można by jeszcze zamiast tych dwu diód dać
    tranzystor z potencjometrem, może lepiej by się dało wyregulować.
  • Poziom 13  
    Poniewaz wykrywacz jest na działce sprawe rozpatruje teoretycznie.
    Jedyne co mi przyszło do głowy (nim wykrywacz będzie leżał przedemną) to zrobienie symulacji działania takiego układu ,nie wiem czy to dobry pomysł ? I tu mam następny problem zciągnełem dwa programy PROTEL 99 i MICRO_CAP 8 (nigdy nie miałem doczynienia z takim oprogramowaniem,ale po 1 dniowej zabawie stwierdzam że nie jest tak ze mną źle) na początek wybrałem Micro Cap gdyż jest mniej skomplikowany a symulacja jest dynamiczna i wszysto ładnie widać (napięcia,stan tranzystora itp).Mam tylko problem ze zdefiniowaniem źródła sygnału (czyli mojego głośnika) oraz jak (zasymulować) zmiane tego sygnału (dać za nim dodatkowy opornik i zmieniać jego wartość ???)
    A teraz kilka innych pytań:
    -czy ten kondensator wpięty równolegle ma jakieś znaczące znaczenie w tym układzie czy służy tylko do spowolnienia opadania wskazówki ?
    -czy ma znaczenie jak zastosuje np inny tranzystor czy diode (ograniczenia wersji demo)
    Czy ma sens taka symulacja czy lepiej poczekać aż przywioze wykrywacz i zrobić to na żywym organizmie ?
    Aczkolwiek zawsze można się przy okazji czegoś więcej nauczyć:D
    Na załączonym obrazku jest schemat urządzenia w trakcie załączonego napięcia (wskaźnik analogowy wyskalowałem do 100uA) przy takich wartosciach rezysorów na skali jest 1uA (czyli "zero") a obok po lewej zakładka własciwości źródła napięcia sinusoidalnego do której nie umiem dopasować wartości.
  • Specjalista elektronik
    Kondensator jest istotny - bez niego prąd przez wskaźnik może płynąć tylko kiedy płynie przez tranzystor,
    a więc dla typowego sygnału mniej niż przez połowę czasu, w rezultacie wskazania będą mniejsze.

    Inny tranzystor - pytanie na ile inny, na ile różne ma parametry.

    Podstawową niewiadomą jest wielkość sygnału na głośniku, więc lepiej próbować z wykrywaczem.
  • Poziom 13  
    Jasne
    Potestuje jak przywioze wykrywacz i wtedy sie odezwe.

    Dodano po 1 [minuty]:

    Jakiego rzędu wartości powinny mieć te kondensatory ?
  • Poziom 13  
    Zrobiłem test na wykrywaczu.
    Najpierw dobrałem rezystor tak żeby wskaźnik po podłączeniu do samego zasilania (6x akumulatorek 1,2V) był wychylony na max,następnie podłączyłem zmontowany układ do zasilania i efekt jest taki że po podłączeniu wskaźnik jest wychylony dokładnie do połowy skali,
    następnie podpiąłem do głośnika (bez zmian).W związku z tym dokonałem korekty dodatkowym rezystorem i wyzerowałem wskazówkę,
    efekt jest taki że wskaźnik się wychyla proporcjonalnie do sygnału ale w całym jego zakresie czyli osiągneliśmy to samo jak byśmy podłączyli sam wskaźnik z szeregowym rezystorem dopasowanym tak że maksymalny sygnał na głośniku = maksymalne wychylenie wskaźnika.
    Zmierzyłem napięcie na głośniku i jest tak:
    -całkowita cisza-9mV
    -sygnał wiodący-11,3mV
    -maksymalny sygnał 276mV

    Biorąc pod uwagę powyższe pomiary chodzi mi o to aby na wskaźniku obserwować zmiany sygnału (wskaźnik od 0 do max wychylenia) od 11,3mV do jakichś 16,3mV (potem już dobrze słychać głośnik).
  • Specjalista elektronik
    No, to potrzebne nam będzie większe wzmocnienie sygnału.
    Ten układ co mamy może posłużyć jako detektor liniowy.
    Nie wiem jeszcze, jaki jest spadek napięcia na samym wskaźniku, jak płynie przez niego taki
    prąd, że wychyla sie do końca skali - jeśli ponad 0.4V, to może trzeba będzie w tym detektorze
    dodać jeszcze jedną diodę między kolektorem i bazą szeregowo z tą, która już jest.

    Najprościej wzmocnić sygnał dodając wzmacniacz na jednym tranzystorze:
    od głośnika połączenie do bazy tak, jak w tych układach, które narysowałem,
    ale baza z kolektorem nie przez diodę, a przez opornik około 200k, od kolektora
    do plusa zasilania opornik około 1k, i do kolektora podłączasz kondensator od
    układu detektora, a opornik szeregowy z kondensatorem możesz usunąć.

    Przypuszczalnie sam sygnał wiodący spowoduje wtedy spore wychylanie wskaźnika,
    więc trzeba albo dodać diodę (jak napisałem), albo prawą stronę wskaźnika podłączyć
    o jedną diodę niżej (ale to pod warunkiem, że napięcie do pełnego wychylenia jest
    co najwyżej 0.4V)... na rysunku jest całość układu.

    R1 - minimum 300 (można zwiększyć, jak układ będzie zbyt czuły)
    R2 - około 200k, R3 - około 1k (można odrobinę większy)
    R4 - dobrany do wskaźnika; R5 może być zbędny
    D3 i D4 - jeśli wskaźnik potrzebuje ponad 0.4V do pełnego wychylenia,
    to w ich miejsce po dwie diody połączone szeregowo.

    Można też dodać diodę między połączeniem D2 i D3, a połączeniem bazy T2
    i kondensatora C2, jeśli chce się zwiększyć próg zadziałania detektora (to
    znaczy, żeby pozwolić na większy sygnał wiodący). Można by zrobić taki pomiar:
    odłączyć D4, zmierzyć napięcie na kolektorze T2, potem podłączyć D4 i znowu
    zmierzyć - drugie powinno być niższe, różnica odpowiada wartości napięcia
    pik-pik potrzebnej, by wskaźnik cokolwiek pokazał - powinno to być 0.6-0.7V,
    ale dodanie tej dodatkowej diody zwiększy tę różnicę dwukrotnie.

    Wzmacniacz na pojedyńczym tranzystorze zasilany z napięcia 7.5V może dać
    wzmocnienie napięciowe prawie 300 razy, ale tylko przy bardzo niskim napięciu
    na kolektorze - ten układ wzmocni około 150 razy, to pewnie i tak jest za dużo -
    potrzeba z 9mV zrobić 600-700mV, więc wzmocnienie około 80-krotne. Można je
    zmniejszyć zwiększając opornik R1 - pewnie przy R1=2k będzie w sam raz...
  • Poziom 13  
    Czy C1 i C2 to też elektrolity ? (dałem elektrolity 22uF w ten sposób że minus C1 idzie do połączenia R1 i R2 a minus C2 do diód D3 i D2) ?

    Zmontowałem układ wg schematu (bez R5,R4=47k,R1=2k,C1,2,3=22uF) i jest tak:
    -po podłączeniu do zasilania wskazówka wychyla się do końca a następnie baaardzo powoli opada aż do zera, dużo szybciej opada jak na chwilkę podepnę się do głośnika
    -po podłączeniu do głośnika nawet jak wykrywacz jest wyłączony wskazówka jest wychylona na max, po włączeniu jest tak samo (brak reakcji na sygnał, jest na max i tyle)
    -gdy dotykam palcami wejście układu wskazówka wychyla się prawie do połowy skali :D
    -dodanie dodatkowej szeregowej diody pomiędzy kolektorem a bazą T2 nic nie zmienia

    Zmierzyłem napięcie na kolektorze T2 przy pełnym wychyleniu czyli poprostu z podpiętym głośnikiem (ale sygnał z głośnika przecież wtedy nie jest maksymalny bo wskazówka jest na max nawet jak wykrywacz nie jest włączony,czyli sygnał z głośnika był mniej więcej na poziomie sygnału wiodącego) i wyszło tak z D4-10,2mV bez D4-9,5mv czyli różnica wynosi
    0,7mV a nie 0,7V :?:

    Na koniec mam jeszcze jedną prośbę (przepraszam za upierdliwość)
    mógłbyś mi wytłumaczyć role poszczególnych elementów tego układu?
    wtedy łatwiej mi będzie wyciągać wnioski.
    Wiem tyle:
    -mamy układ złożony z detektora sygnału i wzmacniacza
    -C1 zapobiega aby na wejściu nie płynął prąd stały
    -R1 dopasowuje poziom sygnału wejściowego(łącznie z R2 ustala poziom wzmocnienia wzmocnienia T1
    -R2 jw
    -R4 tworzy dzielnik ze wskaźnikiem (dopasowuje wskaźnik do maksymalnego napięcia w układzie)
    -T1 wzmacnia sygnał
    -R3 ?
    -C2,C3 ?
    -D1,D2,D3,D4 ?
    -T2 ?
  • Specjalista elektronik
    Jedną rzecz trzeba tu poprawić - mój błąd: opornik R2 powinien być połączony do bazy T1 bezpośrednio,
    a nie przez opornik R1 - przy takim połączeniu, jak na schemacie, R1 za mało wpływa na wzmocnienie,
    jak zmienisz punkt połączenie R2, to wzmocnienie nie przekroczy R2/R1; tak jak jest nie przekroczy ono
    beta*R3/R1, gdzie beta to wzmocnienie tranzystora, ale dla R1<beta*10R (około 2k) jest stałe...

    Co do kondensatora C1: czy na głośniku jest napięcie stałe? Jeśli nie, to raczej minusem do głośnika, bo
    na głośniku jest zero, a od strony tranzystora około +0.6V, więc tam bardziej pasuje plus kondensatora.

    Układ z C1,R1,R2,T1,R3 jest wzmacniaczem, na jego wyjściu powinno być napięcie zmienne 0.5-0.7V
    pik-pik - jeśli jest większe, trzeba zmniejszyć jego wzmocnienie przez zwiększenie R1. Napięcie stałe
    na kolektorze T1 idealnie powinno być około połowy napięcia zasilania, może być odrobinę mniej.
    Dioda D1 i opornik R1 zabezpieczają tranzystor T1 jakby się pojawił bardzo duży sygnał (kilka V).
    W tem wzmacniaczu R3 służy do zasilania kolektora, R2 do zasilania bazy, i ujemnego sprzężenia
    (tylko to akurat wymaga podłączenia wprost do bazy, a nie poprzez R1).

    C2 oddziela układ detektora od napięcia stałego ze wzmacniacza. D2 zabezpiecza T2 (jak D1 T1).
    Układ detektora tworzą głównie T2 i D3 - przy ujemnej połówce sygnału przewodzi D3, przy dodatniej
    prąd płynie przez bazę T2, w rezultacie przez kolektor T2 płynie prąd, który powoduje zmnieszenie
    napięcia na C3 tak, by D3 nie mogła przewodzić - w rezultacie detektor działa liniowo.

    D4 i R4 służą do ograniczenia prądu, jaki popłynie przez wskaźnik przy dużym wysterowaniu detektora.

    Z tego, co napisałeś, wmioskuję że po wzmocnieniu sygnał jest dużo za duży - trzeba albo zmniejszyć
    wzmocnienie, albo można by zmienić układ detektora na mniej czuły.

    Zmieniony detektor mógłby wyglądać tak: zmieniasz kierunek D2 na przeciwny, wylutowujesz T2, i na
    jego miejsce wstawiasz diodę: anoda do masy, katoda tam, gdzie był kolektor. Pozostałe elementy (C3,
    wskaźnik, D4, R4) pozostają bez zmian. Albo: wylutować tranzystor, i dodać diodę równolegle do D2, ale
    w przeciwną stronę (to chyba nawet będzie lepsze - nie da ujemnego napięcia przy przesterowaniu);
    lub po prostu odłączyć kolektor tranzystora - złącze emiter-baza będzie działać jak dioda.

    Jeśli detektor z tranzystorem jest mocno przesterowany, to i diodowy będzie wystarczająco wysterowany,
    i może będzie lepszy - przynajmniej mniejsze ryzyko wzbudzenia się układu. Niestety gorsza liniowość.

    Ten układ detektora diodowego to zwykły podwajacz napięcia; dodatkowa dioda zabezpiecza przed
    możliwością uzyskania dużego napięcia ujemnego, które przesterowałoby wskaźnik i mogloby być
    szkodliwe dla C3, bo ładowałoby go niezgodnie z normalną biegunowością.
  • Poziom 13  
    No i działa, zmieniłem połączenie R2 i odwróciłem kondensator, R1 dałem 1k bo 2k było za dużo i teraz jest ok nic nie jest przesterowane.
    Jako wskaźnika użyłem ustroju z chińskiego mierniczka za 5zł (jednocześnie załatwiło to sprawę estetycznej obudowy:D) i przy okazji mam z boku potencjometr (właśnie ten 1k) którym mogę regulować sygnał na wejściu.
    I właśnie na ile mogę zjechać z wartością R1, mogę poniżej 300Ω) ?
    Pytam bo sytuacja wygląda tak że jak ustawie sygnał wiodący na minimalnym poziomie (tak powinien być ustawiony) to wskaźnik posiada tak jakby niewielką bezwładność (nim po naprawde minimalnym sygnale zacznie reagować) potem jest ok,mogę to wyregulować jak mocno zjade R1 ale myśle że jest to mniej niż 300Ω, dalej jest ok.
  • Pomocny post
    Specjalista elektronik
    To zależy, jaki możesz mieć sygnał na tym głośniczku, bo jak tam będzie kilka V, a R1 będzie mały,
    to może się spalić tranzystor T1 od zbyt dużego prądu bazy; tranzystor powinien wytrzymać ze 20mA,
    więc przy R1=300R 6V na głośniczku jest dla niego bezpieczne.

    Można by spróbować zwiększyć wzmocnienie w inny sposób - dodać opornik, np. 300k tam, gdzie
    był R2 - to zwiększy prąd tranzystora, a bardzo niewiele zwiększy ujemne sprzężenie zwrotne.
    Inna sprawa, że np. dla BC547 producent podaje dopuszczalny chwilowy prąd bazy 200mA,
    więc można by się nie przejmować, i zejść z R1 nawet do 30 omów - jak masz BC54x.
  • Poziom 13  
    Ok wszystko jasne.
    Dziękuje za pomoc i nauke.
    Pozdrawiam