DD ДАТЧИК ДЛЯ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ

     простые интересные РАДИОСХЕМЫ сделанные своими руками


» ПОИСК СХЕМ


» РАДИОБЛОГИ
Сервотестер на микроконтроллере AtTiny13
Управление по UART со смартфона
Серво сбрасыватель и поисковая пищалка для квадрокоптера
Работа с адресными светодиодами WS2812B
Схема и проверка модулей SIM800
Двухканальное зарядное для гелевых аккумуляторов
Добавление своих символов на дисплее 1602 (русификация)
Очень простой датчик-реле уровня воды
Радиосхемы » Полезные технологии

DD ДАТЧИК ДЛЯ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ


После некоторых колебаний, решил повторить неплохую технологию изготовления датчика. Так как вариант с смолой уже не устраивал (большой вес, непредсказуемость в поведении, большое влияние температуры). Суть её состоит в применении вместо эпоксидной смолы полиуретанового клея фирмы Кляйберит. Именно клея, а не разного рода монтажной пены. Все плюсы и минусы данной технологии обсудим чуть позже. Буду рассказывать медленно и не торопясь, чтобы ничего не было упущено.

Первым делом ищем магазин где продаётся Kleiberit PUR-501. Это либо местный, либо интернет магазин. Цена клея варьируется в довольно больших пределах: от 370 и до 800 рублей с копейками за 0,5 л ёмкость. Всё зависит от жадности продавца. Не стОит покупать литровую или выше - срок хранения этого клея всего 8 месяцев (если только не будете ещё где-то его применять), после чего он начнёт густеть. Но на практике вполне хорошо можно сохранить его и на пару-тройку лет (об этом чуть позже).

На один датчик типоразмера DD27 уйдёт примерно 30 мл клея. По весу это примерно 30 грамм. Сравните со смолой! Клей выглядит вот так:

Что касается подготовки корпуса датчика и обмоток, для данного метода более оптимальным будет экранировка фольгой, и только катушки RX. Однако такая экранировка не совсем подходит для цифровых приборов. Поэтому будем использовать графитовый экран, как наиболее универсальный, что для аналоговых приборов, что для цифровых. Графитим корпус. Этот процесс описывать не буду. Скажу лишь, что в последнее время я перешёл на вариант графит + титан, разбавленный спиртом. Очень даже зачётно получается!

Теперь самое главное: обязательно надо пропитать катушки. Пропитывать будем тем же титаном, сильно разведённым спиртом (без графита). Набираем смесь в шприц и аккуратно пропитываем TX и RX. Со всех сторон (желательно). Дело в том, что в в традиционном варианте изготовления датчика витки пропитываются смолой, что исключает их смещение в процессе эксплуатации. В данном случае клей их не пропитает, поэтому приходится идти на хитрость. После нанесения графита и пропитки катушек даём им отлежаться минимум сутки.

На этом подготовительные работы можно считать законченными и можно переходить к укладке катушек в форму. Дальше буду освещать только вопросы фиксации катушек и заливке датчика, а подключение и сведение опускаю.

Да, чуть не забыл, немного расскажу про развесовку. Рассматриваемый датчик делался для металлоискателя Whites IDX PRO, поэтому катушки получились относительно весомые. TX - 51 гр. RX - 80 гр. Сам корпус (болгарский литой, спилены внутренние перегородки) -104 гр (вместе с стеклотканью). Стеклоткань тоже надо пропитать разведённым титаном. Вот некоторые фотографии:

Для начала зафиксируем катушку RX, как наиболее массивную и объёмную. Набираем в 20-ти кубовый шприц 12-15 мл клея. К сожалению, сфотографировал шприц не с той стороны.

Закрепляем на столе корпус и очень не торопясь вливаем клей в посадочное место катушки. Льём только там, где на фото. Толщина клея примерно 2-3 мм. Слишком много тоже не желательно - иначе он растечётся по всему датчику, а это нам не надо. Тут точного рецепта нет - чисто интуитивно смотрите сколько лить. При полимеризации клей расширяется. Не так сильно, как монтажная пена, но довольно-таки неплохо. Это надо учитывать и поглядывать, чтобы он не поднял катушку. Лучше сразу предусмотреть как её можно зафиксировать. Налили клей и укладываем в паз RX. Времени для её позиционирования вполне хватает - PUR живёт минут 10-15.

Небольшое дополнение. Во время полимеризации, в некоторых местах могут появляться воздушные пузыри (а-ля монтажная пена). Ничего страшного - достаточно смочить тупой кончик палочки для шашлыков водой и просто придавить их. Когда клей станет подсыхать, он будет эластичным и можете формировать его так, чтобы он полностью закрыл обмотку (хотя это на данном этапе не принципиально - чисто из эстетических соображений). Оставляем суток на двое. Ещё немного фоток:

Переходим к TX. Тут снова немного пояснения. Многие предпочитают изгибать или распушивать обмотки в местах их пересечений (чтобы уменьшить общую высоту и, соответственно, немного уменьшить количество смолы). В данном случае этого не требуется - вес клея для заполнения пустот будет совсем уж мизерный. Так что этим можно пренебречь. Единственное, это обязательно проложить в этих мечтах кусочки стеклоткани, чтобы исключить соприкосновение обмоток.

Чтобы обмотка TX лежала параллельно с плоскостью RX, надо вырезать и приклеить три брусочка пенопласта, по высоте равные высоте RX. К сожалению сфотографировать места их приклейки (на тот же титан) не додумался, посему покажу стрелками где они стоят. На всякий случай через опять же дополнительные пенопластовые брусочки притянул обмотку струбцинками.

Технология прежняя - наливаем в канавку клея (тут можно чуть больше, чем в прошлый раз, крайние приклеенные брусочки не дадут клею растечься по датчику). Затем укладываем обмотку, позиционируем её и прижимаем.

В процессе застывания клея всё той же шпажкой контролируем появление пузырей (если будут таковые). Ну и, по желанию, формируем верхний край слоя клея. Откладываем тоже суток на двое.

Как видите, после всех этих манипуляций вес датчика увеличился всего лишь на 10 грамм. В то же время жёсткость конструкции, по сравнению с версией с смолой, ничуть не пострадала. Обмотки зафиксированы намертво.

На следующем этапе устанавливаем кабель, размещаем конденсаторы, благо места там для них предостаточно теперь. Собираем всю конструкцию воедино и переходим к сведению. И снова небольшое пояснение: при сведении надо стараться избегать нагруженных участков обмотки. Иными словами, в катушках не должно быть внутреннего напряжения. Ввиду того, что обмотки пропитаны, у них уже есть первоначальная жёсткость, которая будет сохраняться в процессе их изгибания во время сведения. Если чуть согнуть среднюю часть катушки RX (к примеру), то она сохранит принятые изменения благодаря ранее сделанной пропитке. Посему при сведении просто изгибаем катушки как нам нужно, без всяких фиксирующих клиньев и зубочисток. После подключения кабеля вес несколько увеличился:

Теперь можно переходить непосредственно к сведению. Не надо стремиться сводить прям в ноль - во избежания перефазировки при поднесении датчика к грунту и изменении окружа ющей температуры. Оптимальное значение будет в районе 300 мВ. В этом случае сохраняется небольшой запас. После того как закончили со сведением, плавно переходим к фиксации средней части обоих катушек. Вот тут торопиться точно не надо, иначе что-то исправить потом будет очень сложно или даже невозможно.

Небольшое отступление. Вкратце расскажу как сделать подключение графитового экрана. Оплётку проводника, что идёт на холодный конец RX, скручиваем, кончик немного распушиваем и вкладываем в канавку между корпусом датчика и кабельным вводом (1). Отрезаем несколько сантиметров монтажного провода МГТФ (2) и точно также вкладываем зачищенный кончик в ту же канавку (3). Ко второму концу будем потом подключать графит на подошве (либо нижний слой - смотря какой вариант выберите). Затем заливаем это место графитом + титан. Даём отстояться сутки и сверху заливаем эпоксидной смолой + стеклоткань (для укрепления). Выглядит это вот так:

Так как обмотки были предварительно пропитаны Титаном, то для облегчения их предварительного сведения можно использовать пластиковые хомуты. Подключаем всё необходимое и смотрим на экран осциллографа. Постепенно (по очереди) начинаем стягивать хомуты. В какой-то момент наблюдаем уменьшение амплитуды сигнала и переход её через ноль. В этот момент надо ещё немного подтянуть стяжки и либо оставить в таком состоянии на пару часов, либо прогреть обмотки феном. После стяжки можно убрать и начинать сведение.

Да, чуть не забыл. Перед сведением надо зафиксировать смолой места пересечения обмоток. Ну, и, затем постепенно приливать клеем обмотки от этих мест к середине (с промежуточной сушкой и контролем баланса). Тогда гарантировано что разбаланс никуда не скакнёт после полимеризации ПУРа.

Примечание. Не обращайте внимание на нереспектабельный вид, для нас главное стабильность и надёжность.

Вот так это выглядит:

Очередное небольшое лирическое отступление. Пока делал датчик, всё никак не мог определиться как будет лучше поступить с нижним слоем графитового экрана. То ли нанести его на подошву и потом мучиться с её одновременной приклейкой к корпусу, контролю качественного соединения с верхним слоем по всему периметру датчика и одновременно с позиционированием. Либо плюнуть на всё и нанести графит на пену и Бог с ним. Да, некрасиво, да колхоз. Зато проще и без головной боли. В итоге склонился ко второму варианту.

Подошву вырезал из стеклотекстолита толщиной 0,8 мм. Вес получился 32 грамма. Когда начал её примерять по месту, обнаружил небольшой прогиб средней части корпуса вверх. Видать это произошло после извлечения из него предыдущей обмотки (на смоле). Я там немного накосячил и после полимеризации баланс уплыл безнадёжно далеко. Пришлось применить грубую силу для извлечения потрохов. Теперь придётся как-то выходить из положения. Вид и вес подошвы:

Финишная заливка перед нанесением нижнего (ну или верхнего) слоя графита:

После нанесения графита:

Теперь можно переходить к финальной части марлезонского балета - приклейке защиты (подошвы). Но перед этим мне потребовалось вклеить в среднюю часть датчика полоску пенопласта (чтобы немного убрать прогиб, о котором говорил чуть выше). Но это только у меня - вам это не потребуется.

Подошву промазать тонким слоем клея, много не надо. Затем клей нанести на датчик. Тут чисто индивидуально - смотря какое получается расстояние от поверхности графита до краёв датчика. У меня на это дело ушло примерно 10 мл, даже чуть меньше. После накладываем подошву на датчик, аккуратно позиционируем, прижимаем, чтобы не сильно сдвинулось и переворачиваем (подошва снизу, датчик сверху). Кладём на ровную поверхность (предварительно застелив её плёнкой) и более точно подгоняем обе части. Затем прижимаем это дело грузами и оставляем сохнуть на сутки.

Осталось только обрезать выдавленный клей и убрать наждачкой выступающие кромки. И я ещё сверху покрыл весь датчик лаком НЦ-217. Он заполнил мелкие поры и неровности и дополнительно загерметизировал корпус. В планах покрасить всю конструкцию в белый цвет, но это уже будет совсем другая история)).

Теперь о самом главном: РАЗВЕСОВКЕ. На каждом этапе проводил взвешивание. Вот что получилось:

  • --- Корпус    104 гр.
  • --- Обмотка TX.    51 гр.
  • --- Обмотка RX.    80 гр.
  • --- Подошва    32 гр.
  • --- Кабель    95 гр.
  • --- Конденсаторы    6 гр.
  • --- Смола    4 гр.
  • --- Графит    10 гр.
  • --- Вставка (пенополистирол)    2 гр.
  • --- Клей    31 гр.
  • --- Итого:    415 гр.

Баланс в итоге получился в районе 440 мВ.

Проверку термоударами решил не делать - впереди зима, пусть спокойно отлежится пару месяцев. По идее колебания температуры не должны оказывать большое влияние на стабильность датчика ввиду малой теплопроводности PUR. Да и к ударам он тоже менее чувствителен, звукопроводность объёмной массы полимеризовавшегося клея меньше чем у смолы.

Видео тестирования DD27 датчика

На этом заканчиваю своё повествование. Может чего и упустил, но основные моменты и нюансы вроде отразил. Видео тестирования можно посмотреть выше. Ну а остальное покажет коп. Всем удачи и побольше хабара под датчиком! С ув. DExxTER.

   Форум




   Обсудить статью DD ДАТЧИК ДЛЯ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ






» РАДИОЭЛЕМЕНТЫ

Группа вконтакте Канал ютуб Группа в фэйсбук © 2010-2021 "Радиосхемы" Все права защищены Почта Моб.версия