آموزش ساخت و نحوه عملکرد دستگاه فلزیاب BFO

همانند طراحی هر پروژه دیگری ابتدا باید با مشخصات آن پروژه شروع کنیم. در اینجا طراحی یک دستگاه فلزیاب ساده BFO با فرکانس جستجوی ۱۰۰ کیلوهرتز توضیح داده میشود.

چرا انتخاب فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز؟

در واقع این یک تصمیم اختیاری نیست و دلیل آن اثر سطحی(skin effect) است. وقتی جریان با فرکانس بالا از یک رسانا عبور می کند، تمایل دارد به خارج از سطح بیرونی حرکت کند. هرچه فرکانس بالاتر باشد، این اثر قوی تر خواهد بود. اثر سطحی دقیقا از فرکانس ۱۰۰ کیلوهرتز به بالا شروع می شود. اگر میدان مغناطیسی ایجادشده توسط سیم پیچ جستجوگر تنها از شیء فلزی مورد نظر عبور کند و عمر کمی داشته باشد، ماهیت اصلی شیء مورد نظر ممکن است اشتباها به صورت شیء آهنی تفسیر شود و بنابراین یک شیء غیر آهنی اشتباه خود را به صورت شیء آهنی نشان دهد و برعکس. این بدان معناست که قابلیت دستگاه های فلزیاب BFO در تفکیک اشیای هدف مورد نظر و اشیای متفرقه ، ضعیف است. بنابراین بالاترین فرکانس پیشنهادی در ساخت این دستگاه ۱۰۰ کیلوهرتز در نظر گرفته می شود.

نقشه شماتیک دستگاه فلزیاب BFO

لیست قطعات مورد نیاز جهت ساخت دستگاه فلزیاب BFO

:: مقاومت های R1 و R4 و R13 مقدار 100 کیلو اهم

:: مقاومت های R2 و R14 مقدار 47 کیلو اهم

:: مقاومت های R3 و R12 مقدار 1 کیلو اهم

:: مقاومت های R5 و R10 مقدار 10 کیلو اهم

:: مقاومت های R6 و R7 مقدار 2.2 کیلو اهم

:: مقاومت R8 مقدار 470 اهم

:: مقاومت R9 مقدار 39 کیلو اهم

:: مقاومت R11 مقدار 100 اهم

:: خازن های C1A و C6 از نوع الکترولیتی با مقدار 100 میکرو فاراد و ولتاژ کاری 10 ولت

:: خازن C1 از نوع عدسی (سرامیکی) با مقدار 560 پیکو فاراد

:: خازن های C2 و C9 از نوع عدسی (سرامیکی) با مقدار 2.2 نانو فاراد

:: خازن های C3 و C4 و C5 از نوع عدسی (سرامیکی) با مقدار 10 نانو فاراد

:: خازن C7 از نوع عدسی (سرامیکی) با مقدار 220 پیکو فاراد

:: خازن C8 از نوع عدسی (سرامیکی) با مقدار 680 پیکو فاراد

:: خازن CV1 از نوع متغیر (واریابل) با مقدار 68 پیکو فاراد

:: خازن CV2 از نوع متغیر (واریابل) با مقدار 22 پیکو فاراد

:: ترانزیستورهای Q1 و Q2 و Q3 و Q4 از نوع NPN با شماره BC108

:: سلف L از نوع مقاومتی با مقدار 4.7 میلی هانری

:: بلندگو Speaker با مقدار 64 اهم و توان کمتر از 0.5 وات

نقشه برد مدار چاپی (PCB) دستگاه فلزیاب BFO

برد مدار چاپی کیت فلزیاب BFO در تصویر زیر برای شما کاربران عزیز آی.سی98 قرار داده شده است. ابعاد برد 48.3 در 54.6 میلی متر است و طراحی آن به گونه ای است که نیازی به استفاده از جامپر نیست.

نقشه قرار گیری قطعات دستگاه فلزیاب BFO بر روی PCB

قرار گیری قطعات و نحوه چاپ مدار چاپی PCB به عنوان نمونه در اینجا آورده شده است. به طور خاص توجه داشته باشید که خروجی های ترانزیستور بر اساس نوع ترانزیستور مورد استفاده حتی در قطعات مشابه ممکن است متفاوت باشد. برای جزئیات بیشتر پیشنهاد می کنیم قبل از نصب ترانزیستورها حتما دیتاشیت آنرا مطالعه فرمایید.

توجه کنید که اتصالات به صورت زیر هستند:

PL1= اتصال باتری با ولتاژ 9 ولت (می توانید از یک باتری کتابی 9 ولتی استفاده کنید)

PL2= محل اتصال بلندگو

PL3= محل اتصال سیم پیچ جستجوگر یا همان لوپ دستگاه فلزیاب

مشخصات و نحوه ساخت سیم پیچ جستجوگر یا همان لوپ دستگاه فلزیاب BFO

سیم پیچ جستجوگر این مدار فلزیاب دارای ظرفیت 5.5 میلی هانری و مقاومت تقریبی 4.4 اهم می باشد. برای ساخت آن باید، سیم مسی روکشدار با ضخامت 0.56 میلی متر تهیه نمایید و تعداد 143 دور به صورت یک دایره با قطر 12.5 سانتی متر بپیچید و در نهایت پس از اتمام کار سیم پیچ را با یک چسب برق نوار پیچ کنید. شما عزیزان می توانید در ایران سیم مسی یا همان سیم لاکی را از تعمیر کنندگان موتورهای الکتریکی یا سیم پیچی های موتورهای الکتریکی تهیه فرمایید.

توجه: جهت بهبود عملکرد مدار فلزیاب BFO و کاهش حجم فرکانس های مزاحم و نویزهای محیط می توانید پس از اتمام عملیات سیم پیچی بجای نوار پیچ کردن سیم پیچ با چسب برق از چسب آلومینیومی استفاده کنید.

جدول عمق کاوش دستگاه فلزیاب BFO

:: یک عدد سکه در عمق 76.2 میلی متر

:: یک حلقه آهنی به قطر 2.5 سانتی متری در عمق 127 میلی متر

:: یک نعل اسب در عمق 177.8 میلی متر

همانطور که از نتایج تست دستگاه مشهود است، دستگاه فلزیاب BFO چنانکه باید حساس نیست، اگرچه طراحی مدار بکار رفته در این پروژه در واقع معادل همان طرح های تجاری بازار است.

القا در سیم پیچ جستجو اثر بسیار ناچیزی بر روی حساسیت دستگاه دارد، اما قطر سیم پیچ عامل اثر گذار مهم تری است. سیم پیچ با قطر بیشتر، در عمق بیشتری نفوذ می کند هرچند توانایی تشخیص اجسام کوچک را کاهش می دهد. طی سال ها افراد زیادی سعی کردند تا قابلیت های این دستگاه را افزایش دهند اما در واقع تا به امروز موفقیت چندانی در بر نداشته است.