Wykrywacz sondy poruszającej się pod ziemią - pomocy

Witam!

Mój problem - taki jak w temacie.....Zostałem poproszony o skonstruowanie urządzenia, które będzie namierzało wolno poruszającą się sondę pod ziemią (na głębokości ok 2m)...Czyli coś w rodzaju takiego wykrywacza metali - odbiornik ma dawać znać (dźwiękowo lub optycznie) jeśli znajdzie się nad sondą (lub w bliskim sąsiedztwie - nie musi być co do centymetra.. )..

I własnie nie mam pojęcia jak się do tego zabrać?? Czy coś takiego wogóle się da zrobić?? Myślałem aby wykorzystać nadajnik i odbiornik ultradźwięków, tylko czy to zda egzamin??

Googlowanie nie przyniosło zadowalających rezultatów...

Znalazłem co prawda schemat nadajnika ultradźwięków jak i odbiornika ultradźwięków (obydwa zamieszczam w spakowanym załączniku - zresztą te i inne schematy można znaleźć - http://www.elektroda.net/cir/index/Ultrasonic%20Circuits/Ultrasonic%20Circuits.htm ).. I tutaj moje pytanie do bardziej obeznanych w tym temacie (bo ja nie za bardzo) - czy nadajnik nie jest za słaby (patrząc po konstrukcji to nie powala złożonością - jedna kość NE555.. ) i czy go będzie słychać 2 m pod ziemią (pewnie nie - to byłoby za łatwe gdyby było na odwrót ).. oraz czy odbiornik da się dostroić do jednej konkretnej częstotliwości nadajnika (mikrofon umieszczony nad ziemią), tak aby nie zbierał wszystkich ultradźwięków dookoła...

Nie wiem czy dobrze kombinuję z tymi ultradźwiękami, ale taka konstrukcja chyba będzie prostsza (i tańsza) niż wykrywacz metali o zasięgu 2m z dyskryminatorem (zwłaszcza, że wykrywacz może piszczeć na każdym kapslu i gwoździu w ziemi)... Zresztą mi się pomysły skończyły..

Więc jeśli ktoś może mi podpowiedzieć, ma jakiś pomysł jak takie urządzonko wykonać i może udzielić się w temacie, lub lepiej - ma jakiś gotowy schemat, lub projekt który by się nadał, to bardzo proszę o pomoc..
Z góry dziękuję....

Pozdrawiam!!

Witam,

Przede wszystkim źle podchodzisz do tematu. Nie ultradźwięki a infradźwięki - niższe częstotliwości zdecydowanie lepiej przenoszą się w gęstych ośrodkach (a takim niewątpliwie jest gleba). Co do samej generacji infradźwięków to zdaje mi się że wystarczy głośnik niskotonowy, albo jakiś przetwornik. Innej możliwości oprócz wykrycia metalu raczej nie widzę - ziemia nie jest zbyt przyjaznym środowiskiem dla fal elektromagnetycznych. Można by ewentualnie szukać jakiegoś rozwiązania w postaciu detektora anomalii magnetycznych - każdy kawałek żelastwa zakłóca naturalne pole ziemi, ale zabawa w taki sprzęt jest bardzo droga i raczej trudna do wykonania w domu.

Pozdrawiam
adikbo

Ok..

Dzięki za na kierunkowanie mnie na temat (infradźwięki)..
A gdyby odległość sondy znajdującej (i poruszającej) się pod ziemią wynosiła max powiedzmy 0,5m.. Czy jest nadal jakaś szansa skonstruowania takiego urządzonka w domowym warsztacie (niekoniecznie z wykorzystaniem infra, czy ultradźwięków)??
Pomijając fakt konstuowania wykrywacza metali (chyba, że inaczej sie nie da..(?) )....

Czy na sondzie możesz umieścić jakiś nadajnik, którego sygnał byś odbierał?

Tak _jta_ na sondzie mogę umieścic nadajnik (tylko oczywiście nie o gabarytach spawarki )... W zasadzie to sonda ma być (lub może być) nadajnikiem..

Masz jakiś pomysł??

Nadajnik powinien być magnetyczny o niezbyt dużej częstotliwości, może pionowy dipol magnetyczny
Wtedy grunt niewiele będzie osłabiał pole magnetyczne z takiego nadajnika. Odbiornik powinien mieć
antenę w postaci poziomej ramy. Można jeszcze dodać dwie ramy pionowe w prostopadłych kierunkach,
żeby móc określić, w jakim kierunku i odległości od odbiornika znajduje się nadajnik.

No ok.. Tak może to wyglądać od strony konstrukcyjnej (technicznej) a co z elektroniką??
Odbiornikiem może być jakiś powiedzmy odbiornik detektorowy (może??) skoro bedą odbierane fale elektromagnetyczne a jak wykonać sondę?? Jak taki układzik sondy może wyglądać skoro ma dawać sygnał na tyle silny aby przechodził przez ziemię...??

Proszę o jakiś schemat lub namiary, gdzie coś takiego mogę znaleźć, bo mi nic konkretnego nie udało się wyszukać..

P.S. _jta_ - dziękuję za odpowiedź...

Nie mam konkretnych danych dotyczących tłumienia pola magnetycznego przez grunt, ale myślę,
że dla częstotliwości odpowiadających długości fali kilkadziesiąt razy większych od głębokości
(lub kilkaset, jeśli ziemia jest mokra i ma duże przewodnictwo) będzie mały (maleje ze wzrostem
długości fali), więc można użyć niezbyt wysokich częstotliwości - na przykład 100kH, albo jeszcze
mniejszej - i nie przejmować się tłumieniem - byle tylko w ziemi nie było arkusza blachy...

Nie wiem, jakie masz ograniczenia na rozmiary anteny nadajnika - nie może być pod metalową obudową.
Przyjmując kilkucentymetrową wysokość anteny, i nadajnik o małej mocy, można uzyskać około mikrowolta
napięcia na zwój anteny odbiorczej w postaci ramy 20x20cm - powinno wystarczyć, ale można się postarać
o lepszy rezultat - przez poprawienie kształtu anteny nadawczej, użycie większej odbiorczej...

W odbiorniku o bezpośrednim wzmocnieniu do odbioru stacji Warszawa I da się uzyskać sygnał wystarczający
do detekcji wzmacniając sygnał z anteny ferrytowej jednym tranzystorem, z dwóch daje się już uzyskać kilka
V napięcia sygnału przed detektorem, odbiornik do wykrywania sondy powinien mieć podobną czułość.

Można by spróbować użyć na próbę odbiornika tranzystorowego na fale długie z anteną ferrytową, tylko
to trochę za wysokie częstotliwości - zakres fal długich zaczyna się około 150kHz, lepiej byłoby mniej.
I może jest sens zastosować nadajnik dający falę zmodulowaną - żeby było słychać w odbiorniku.
Trzeba by tego odbiornika używać w nietypowej pozycji - ustawiać antenę ferrytową pionowo.

Wielkie dzięki _jta_ za naświetlenie tematu!!

Mam jeszcze kilka pytań... (jeśli mogę oczywiście)
Teraz już wiem że sondą ma być nadajnik AM nadający na częstotliwości 100kHz lub niższej... W związku z tym moje pytanie - czy taki układ się nada??



Pytam bo radiotechnika i wogóle cała w.cz nie jest moją mocną stroną - byłbym wdzięczny za każde info...
- W tym ukłądzie częstotliwość nadawania ustawia się trymerem C4 wiec mając jakąś określoną pojemność i czestotliwość nadawania (100kHz) muszę obliczyć wartość elementu L1 zgodnie ze wzorem f=1/[2pi*pierwiastek(LC)] )???
- czy ten dławik L1 może być kupiony czy trzeba go nawinać jako powietrzny np. srebrzanką (na schemacie nie jest zaznaczony jako dławik z rdzeniem..)?
- Jeśli zastosowałbym antenę ferrytową o długości rdzenia ok 8cm to ile zwoi należy nawinąć, jak ją podłączyć i jaka była by na "oko" moc takiego nadajnika - czy emitował by sygnał na tyle silny aby go odebrać na powierzchni ziemi w przypadku gdy sonda będzie ok 1m pod ziemią??
- symbol uziemienia oznacza ze cały układ muszę uziemić?? (gdyby nadajniczek był wykorzystywany w domu do zabawy to żaden problem - kaloryfer i po sprawie:-) ) a w terenie jak to moze wyglądać??
- zamiast mikrofonu można użyć jakiegoś generatora, lub podobnego układu do wytwotrzenia sygnału nadawanego??
- czy układ nie będzie się rozstrajał przy każdej okazji - przy zbliżeniu ręki, itp... (z tego co widzę to antena jest bezpośrednio sprzężona z obwodem rezonansowym... )
- sam nadajnik (bez anteny) trzeba było by zaekranować np w jakimś pudełku metalowym?? Antena może być w pobliżu ekranu??

Zanalzłem jeszcze jeden schemat nadajnika AM w któym częstotliwość pracy ustala rezonator kwarcowy..
Twoim zdaniem który układ byłby lepszy?? (czy wogóle obydwa się nadają..? )



Co do odbiornika AM mógłby sie nadawać któryś z tej strony http://www.elektroda.net/radio/miniodbiorniki_am.html??

I jeszcze jedno małe pytanko.. W odbiornikach zastosowana jest antena ferrytowa - jeśli odbiornik miałby antenę w postaci ramy 30x30 cm (max powiedzmy 40x40cm) to antena wykonana w ten sposób (rama) też powinna byc nawinięta drutem DNE0,1 - na całej długości ramy - zwój przy zwoju (tylko raz, czy może być kilka razy??)

Z góry dziękuję za każdą odpowiedź...

Pozdrawiam!!!

Obydwa te nadajniki są do anteny elektrycznej, a nie magnetycznej, więc się nie nadadzą.

Pierwsza sprawa to rdzeń do anteny nadawczej, i jakie przedmioty metalowe będą w pobliżu
- przede wszystkim jest zamontowana na sondzie, i od tego, jak będzie umieszczona względem
sondy, i jakie elementy sondy są z metalu, będą zależeć wymagania co do rdzenia anteny.

Przede wszystkim nie można zrobić tak, żeby w obudowie sondy była mała dziura i przez nią
wystawał koniec rdzenia anteny - to nie będzie działać. Żeby antena działała, nie może być
dookoła niej zwartego zwoju z metalu - może dałoby się ją umieścić za sondą?

Antena może być w obudowie metalowej, ale obudowa musi mieć otwory na obu końcach anteny,
i rozcięcie pomiędzy tymi otworami, bez połączenia elektrycznego (czyli wypełnione izolatorem),
i uwaga na konstrukcję obudowy - nie pomoże rozcięcie pokrywy, jak pozostanie metalowy wspornik.

Skuteczność anteny będzie z grubsza proporcjonalna do iloczynu długości i średnicy rdzenia.
Dobry może być rdzeń w kształcie szpulki (końce o większej średnicy, niż środek), zwłaszcza
jeśli jeden z końców ma być blisko metalowej obudowy, to przyda się, by był większy.

Jeszcze kwestia: jaką mocą można zasilać nadajnik - czy ma zasilanie z baterii, czy przez przewód?

Sonda nie musi być w obudowie metalowej...Może być w całości w obudowie z plastiku lub tworzywa sztucznego... Chodzi tylko o to aby sonda jako całość była w miarę wodoszczelna.. Co prawda z tego co mi wiadomo sonda nie bedzie poruszać się w jakiś rurach z wodą czy coś podobnego, ale może się zdarzyć ze bedzie pracować w wilgotnym środowisku (mokrej glebie)...
A co do ekranowania nadajnika (obudowy metalowej) to po prostu tak mi się moze dziwnie skojarzyło bo z tych strzępków wiedzy któe posiadam w zakresie w.cz. to chyab własnie nadajniczki powinny być ekranowane aby nie zbierać zakółcen zewnętrznych..

Ale mniejsza o to...tak jak juz pisałem bedę sie starał wykorzystać obudowę z tworzywa sztucznego... Jeśli tylko się da to dobrze by było aby antena ferrytowa znalazła sie w środku ustawiona pionowo (chyba że przy nadajniku to nie gra roli w jakim położeniu jest antena?? - wtedy wygodnie było by ją położyć).. I własnie wysokość anteny jest głownym kryterium przy projektowaniu obudowy (wysokość 8 - max 10cm)...

Jesli chodzi o zasilanie nadajnika sondy - tutaj mam wolną rekę.. Może być przez kabel jak i na baterię (9V lub 12V).. Oczywiście łatwiejsze i wygodniejsze byłoby zasilanie bateryjne...

I jeszcze jedno... Nigdzie nie mogę znaleźć schematu nadajnika AM z anteną ferrytową..
Może pan ma jakiś schemat??

Dodano po 7 [minuty]:


Acha, i jeszce jedno pytanie - do tych nadajników które przedstawiłem wyżej nie da się założyć anteny ferrytowej??

Układ generatora sterującego w nadajniku owszem, ekranuje się. Ale nie antenę!

Jeśli rozmiary anteny bardziej są ograniczone w pionie, niż w poziomie (zgaduję, że sonda ma sporą długość,
ale małą wysokość, i może małą szerokość), to pewnie najlepiej by pasował rdzeń w kształcie litery H, ale
takich raczej nie produkują w zbyt dużych rozmiarach - w katalogu znalazłem rozmiar 1cm, ciut małe.
Można by użyć rdzeni z trafa linii TV (podwójne U, tylko złożyć tak, żeby wyszło H). Albo szpulkowych...

Nie bardzo mogę przewidzieć, jakie parametry cewki będą najlepsze - chyba trzeba zrobić kilka odczepów
z różnych ilości zwojów, i dobierać z którego najlepiej będzie działać. Ilość zwojów rzędu 100 na zakres fal
długich (żeby można było odebrać radioodbiornikiem), to jeszcze zależy od rdzenia. Cewkę najlepiej
byłoby nawinąć licą, i to dość grubą, albo przewodem około 0.4mm, najlepiej DNEJ (w jedwabiu).
Nie należy upychać zwojów "na siłę" - raczej podzielić uzwojenie na kilka części i dać odstępy.

I mając taką cewkę trzeba zrobić generator w układzie Hartleya (wtedy zbędny jest dławik, ale
dopasowanie tranzystora do cewki można dobierać tylko dobierając ilość zwojów między kolektorem
tranzystora a zasilaniem - przypuszczalnie będzie trzeba od kilku do kilkunastu.
Im większe napięcie zmienne uda się uzyskać na cewce, tym silniejszy będzie sygnał nadajnika.
Oczywiście, należy dobierać podłączenie tranzystora po dobraniu kondensatora do obwodu
rezonansowego, tak by uzyskać częstotliwość około dolnej granicy zakresu fal długich.
Potem trzeba będzie dobrać kondensator tak, by mieć sygnał w zakresie odbiornika radiowego
(żeby nie trzeba było samemu robić odbiornika). Kondensator powinien być styrofleksowy,
i obejrzyj go uważnie, czy nie jest jakiś badziewny - dobre są np. KSF-022.

Znalazłem w książce dane o głębokości wnikania fal elektromagnetycznych - dla 100kHz i średniego
gruntu ponad 10m, dla wilgotnego 5m, dla wody morskiej 2m - więc sygnał 150kHz będzie już wyraźnie
słabszy, jak sondę umieścisz w morzu na głębokości 2m, i lepiej byłoby użyć częstotliwości akustycznych,
parę kHz będzie niewiele tłumione nawet przez kilkumetrową warstwę wody morskiej. Ale to oznacza
znacznie mniejszą (o czynnik 50) skuteczność anteny, i trzeba by mieć prostszy, ale czulszy odbiornik.
Dla gruntu, nawet wilgotnego, znacznie lepsze wyniki uzyskamy stosując częstotliwości około 100kHz.

Aha, uwaga: taka częstotliwość jest przeznaczona dla radiokomunikacji morskiej - jeśli to ma być
używane blisko morza, to trzeba się upewnić, że nie daje zbyt silnego sygnału i nie będzie zakłócać.
Jeśli z odległości ponad 100m w radiu nie będzie już nic słychać, to w porządku, jeśli będzie coś
słychać - to być może trzeba będzie zmniejszyć moc nadajnika, żeby nie przeszkadzać innym.

Bardzo dziękuję za zainteresowanie tematem i informacje..

Jeszcze kilka pytań - gen Hartleya z tranzystorem bipolarnym w układzie WE czy unipolarnym w układzie WS??
Mając schemat takieg generatora przed sobą z jakich wzorów należy korzystać aby dobrać wartość elementów Rb1, Rb2, Cb?? Jak dobiera się tranzystor?? i gdzie jest wyjście takiego układu?? a tak poza tym to co należy wrzucić jeszcze do takiego ukłądu aby otrzymać cały nadajnik AM???

Wiem że patrząc tak obiektywnie (całościowo) na ten post moze się wydawać że chce mieć wszystko na gotowe, podane jak to się mówi "na tacy".. Ale ja z wykształcenia jestem silnoprądowcem (i nadal kształce się w tym kierunku) i projektowanie układów czysto elektronicznych jest dla mnie.. hmm.. napewno nie chlebem powszednim.. (chociaż moze powolutku (łopatologicznie) jakoś by to przeszło).. w zasadzie wręcz troszkę kłopotliwe z tego względu, ze elektroniki nie miałem za wiele (podstawy) i do wszystkiego muszę sie dokopac sam, a to jak wiadomo pochałania masę czasu... Owszem mając konkretny schemat i opis potrafię złożyc dane urządzenie bez wiekszych problemów (chociaż czasami, bywało róznie...... tak wiec proszę o wyrozumiałość jeśli zadaję pytania które dla elektroników są oczywiste (wręcz idiotyczne)..

Ale wracając do tematu.. Tak jak pan napisał - sonda jest rozmiarowo ograniczona.. Szczególnie wysokością - tak - jak pisłaem wcześniej.. szerokością też (ok 6,7 cm).. A co do długości, to też ok 10 cm... Wiec sam pan widzi że to będzie takie pudełko..

Jesli chodzi o wykorzystanie nadajnika w pobliżu morza to nie ma się czym martwić... Mieszkam na południu Polski więc do Bałtyku mam kwałek..

Witam. Kilkanaście lat temu miałem styczność z takim urządzeniem. Nazywało się to lokalizator ciągów ziemnych, robił to jeden z zakładów na AGH. Ogólnie konstrukcja w swojej idei była taka jak przedstawił to trafnie _jta_.
Nadajnik - generator pracował na bodajże 150kHz z mocą na pewno ponad wat, rzędu dwóch (?). Na wyjściu miał trafo dopasowujące (do obciążenia - grunt), uzwojenie wtórne z odczepami do których dołączano sondy w postaci pionowo wbijanych prętów metalowych przy lokalizacji spodziewanego obiektu w obszarze kilku metrów kw.
Można było też wyjście podłączyć do rury w gruncie np wodnej. Wówczas odbiornik mógł wykryć bieg tej rury na długości rzędu 100m, w gruncie niezakłóconym (bez kabli elektr. w pobliżu), do głębokosci rzędu3m.
Odbiornik - z pojedynczą przemianą ( na bazie seryjnie produk. odb. bateryjnego), naturalnie ze zmodyfikowaną ARW.
Sonda - pionowo ostawiona antena ferrytowa na niedługiej rączce. Umożliwiała również ocenę głębokości w ten sposób że, po namierzeniu precyzyjnie biegu ciągu, odchodziło się np. dokładnie 1 metr prostopadle i mierzyło kąt pochylenia anteny przy bocznej-ukośnej lokalizacji.
Jak widać z zasady nieskomplikowane ale jak zwykle diabeł tkwi w szczegółach i dużo czasu mogą pochłonąć próby i optymalizacja.
Było to dawno więc szczegółów nie pamiętam , ale znam człowieka który się tym zajmował, nawet robił swojego czasu taki sprzęt.

To trochę co innego: urządzenie, które opisujesz ma nadajnik i odbiornik, obydwa używane na powierzchni.
Wykrywany nim obiekt był pasywny - tylko odbijał falę, i to już wystarczało, by móc go wykryć.
Jeśli można umieścić nadajnik na sondzie, która porusza się pod ziemią, zadanie jest dużo łatwiejsze.

Proponuję zacząć robotę od poszukania jakiegoś rdzenia (pewnie najlepszy będzie z transformatora linii
od telewizora, ze względu na ograniczenie miejsca nie za duży - może da się coś znaleźć na złomie?).
Trzeba rozmontować rdzeń, złożyć połówki tak, by tworzyły literę H, i na jej poprzeczce nawinąć cewkę.

Uwagi co do nawijania: nie bezpośrednio na rdzeniu - najpierw warstwa izolatora - jak dasz radę tak zrobić,
to cienka (1, najwyżej 2mm) warstwa styropianu, na to folia - ale taka, która by się kleiła - i to posklejać;
jak nie masz odpowiedniej folii z tworzywa (polietylenowa się nie klei), to papier pomalowany nitro.
Dopiero na tym nawijasz cewkę, dzieląc ją na kilka części, pomiędzy którymi dajesz odstępy 1-2mm.

Do cewki najlepiej byłoby podłączyć kondensator strojeniowy, umieścić ją koło radia z anteną ferrytową
nastawionemu na jakąś stację na falach długich lub średnich, i poszukać takiego nastawienia kondensatora,
żeby spowodować zakłócenie odbioru - to oznacza dostrojenie się do rezonansu.
Kolejny etap to policzenie, jaki kondensator jest potrzebny, żeby rezonans był przy 150kHz - częstotliwość
rezonansu jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka z pojemności. Może lepiej byłoby móc zmierzyć
indukcyjność cewki, ale mało kto ma dostęp do miernika indukcyjności, i trzeba mierzyć pośrednio.

WoW! _jta_ z takim opisem nawiniecia cewki to nawet chyba piekarz by od strzała sobie poradził i nawinął.. Bardzo dziękuję..

Co do trafopowielacza (bo to chyba trafo linii..) z którego rdzeń mam wyciągnąc, to wydaje mi się ze cos takiego mam gdzieś w moich rupieciach... Jak pojadę do domu to poszukam... Bo obecnie mam ograniczony dostęp do narzędzi i części z "wylutu".. jak nic nie znajdę to dopiero będę kombinował...

Nawijając cewkę zgodnie z pana opisem rozumiem że ma to wyglądac mniej więcej tak (poprzeczka litery H rdzenia):



czy tak (jesli tak, to w jaki sposób zrobić połączenia kolejnych części skoro przewód jest w jedwabiu?) ??



Kondensator będę jednak musiał policzyć bo nie mam dostępu do miernika indukcyjnośći... Ale najpierw postaram się zrobić tą cewkę..
I jeszcze jedno pytanko... Drut do nawinięcia DNEJ 0.4 (lub cos w pobliżu tej średnicy) można kupić w każdym (no prawie każdym .. ) większym sklepie elektronivznym, czy trzeba szukac po jakiś specjalistycznych sklepach z radiotechniką??

Dodano po 3 [minuty]:

I czy ten kondensator strojeniowy to mabyć trymer czy ten kondensator w obudowie metalowej (ten w którym zmainę pojemności uzyskuje się przez zmianę położenia wzgędem siebie płytek metalowych)??

Trymery mają raczej małe pojemności - chyba 50pF max - więc jak masz taki z płytek (on pewnie ma ze 200-300pF,
i jeszcze ma dwie sekcje - razem wyjdzie z 500), to lepiej; dla 100 zwojów może się okazać, że i to jest za mało, by
się dostroić np. do stacji Warszawa I (225kHz) i trzeba będzie równolegle podłączyć jakiś kondensator stały;
trzeba będzie próbować, czy da się dostroić, jak nie to dodawać kondensator stały, aż się trafi.

Sposób wykonania cewki - raczej ten drugi, odczepy będą potrzebne do podłączenia układu generatora.

Drutu strasznie dawno nie kupowałem - nie wiem, jak teraz. Kiedyś chyba niewiele sklepów miało go w sprzedaży.

ok.. Dziękuję bardzo za info!!

Jak tylko wrócę do domu, to zaczynam działać w temacie..
Na pewno będę miał jeszcze jakieś pytania więc mam nadzieję że nadal mogę liczyć na pana pomoc..

Pozdrawiam!!