آموزش ساخت فلزیاب نقطه زن


# آموزش جامع ساخت فلزیاب نقطه‌زن

“`html





آموزش ساخت فلزیاب نقطه‌زن


آموزش کامل ساخت فلزیاب نقطه‌زن

توجه: ساخت و استفاده از فلزیاب در برخی کشورها نیاز به مجوز دارد. قبل از اقدام به ساخت، قوانین محلی خود را بررسی کنید.

مقدمه

فلزیاب نقطه‌زن (Pinpointer) نوعی فلزیاب کوچک و پرتابل است که برای یافتن دقیق محل فلز در محدوده‌ای کوچک استفاده می‌شود. این دستگاه معمولاً توسط باستان‌شناسان، گنج‌یابان و تعمیرکاران استفاده می‌شود.

انواع فلزیاب نقطه‌زن

  • نقطه‌زن القایی (PI): برای محیط‌های معدنی و مرطوب مناسب است
  • نقطه‌زن فرکانس پایین (VLF): دقت بالاتری برای تشخیص نوع فلز دارد
  • نقطه‌زن اولتراسونیک: از امواج صوتی برای تشخیص فلز استفاده می‌کند

مواد و قطعات مورد نیاز

قطعات الکترونیکی:

  • میکروکنترلر (ترجیحاً Arduino Nano یا ATtiny85)
  • سیم پیچ (کویل) جستجو
  • مقاومت‌های مختلف (10Ω, 100Ω, 1kΩ, 10kΩ)
  • خازن‌های سرامیکی (100pF, 1nF, 10nF, 100nF)
  • ترانزیستور BC547 یا معادل
  • آپ‌امپ (LM358 یا TL072)
  • پتانسیومتر 10kΩ برای تنظیم حساسیت
  • بوق (Buzzer) فعال
  • LED و مقاومت محدودکننده جریان
  • سوییچ تغذیه

قطعات مکانیکی:

  • محفظه پلاستیکی یا چاپ سه‌بعدی
  • میله یا دسته مناسب
  • پیچ و مهره
  • سیم‌های اتصال

ابزارهای مورد نیاز:

  • هویه و سیم قلع
  • بردبورد برای تست اولیه
  • مولتی‌متر
  • انبر و پیچ‌گوشتی

طراحی مدار

مدار پایه فلزیاب نقطه‌زن VLF:

این مدار از اصل القای الکترومغناطیسی استفاده می‌کند:

  1. کویل جستجو به عنوان بخشی از مدار نوسان‌ساز عمل می‌کند
  2. هنگام نزدیک شدن به فلز، فرکانس نوسان تغییر می‌کند
  3. این تغییر توسط میکروکنترلر تشخیص داده می‌شود
  4. خروجی به صورت صدا و نور نمایش داده می‌شود

نقشه مدار:

کویل جستجو ---||--- خازن 100nF
               |
               |--- مقاومت 1kΩ --- پایه 2 LM358
               |--- مقاومت 10kΩ --- پتانسیومتر 10kΩ
پایه 3 LM358 --- مقاومت 100kΩ --- خروجی (پایه 1)
پایه 1 LM358 --- مقاومت 1MΩ --- کویل جستجو
خروجی LM358 --- ترانزیستور BC547 --- بوق و LED
    

مراحل ساخت

1. ساخت کویل جستجو

کویل قلب تپنده فلزیاب است. برای ساخت آن:

  1. حدود 50 دور سیم لاکی 0.3-0.5mm روی قطر 5-8cm بپیچید
  2. می‌توانید از حلقه پلاستیکی یا مقوایی به عنوان قالب استفاده کنید
  3. دو سر سیم را به خوبی تمیز کنید و به مدار متصل نمایید
  4. کویل را با نوار چسب یا رزین اپوکسی محکم کنید

2. مونتاژ مدار روی بردبورد

  1. ابتدا مدار را روی بردبورد آزمایشی ببندید
  2. میکروکنترلر را در مرکز بردبورد قرار دهید
  3. آپ‌امپ و ترانزیستور را طبق نقشه وصل کنید
  4. مقاومت‌ها و خازن‌ها را دقیقاً مطابق مقادیر مشخص شده قرار دهید
  5. پتانسیومتر را برای تنظیم حساسیت اضافه کنید

3. برنامه‌نویسی میکروکنترلر

برای Arduino Nano می‌توانید از کد زیر استفاده کنید:

const int coilPin = A0;
const int buzzerPin = 9;
const int ledPin = 13;

int baseline = 0;
int threshold = 20;

void setup() {
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  // کالیبراسیون اولیه
  baseline = analogRead(coilPin);
}

void loop() {
  int sensorValue = analogRead(coilPin);
  int difference = abs(sensorValue - baseline);
  
  if (difference > threshold) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    tone(buzzerPin, 1000 + (difference * 10), 100);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
  }
  delay(50);
}

4. تست اولیه

  1. مدار را به منبع تغذیه 9V متصل کنید
  2. با نزدیک کردن فلزات مختلف به کویل، واکنش دستگاه را بررسی کنید
  3. پتانسیومتر را برای تنظیم حساسیت مناسب بچرخانید
  4. در صورت نیاز، مقادیر مقاومت‌ها و خازن‌ها را تنظیم کنید

5. مونتاژ نهایی

  1. مدار را از بردبورد به برد سوراخ‌دار یا PCB منتقل کنید
  2. کویل را به بدنه اصلی متصل کنید
  3. تمامی قطعات را در محفظه قرار دهید
  4. سوییچ تغذیه و تنظیمات را در دسترس قرار دهید
  5. از محکم بودن تمام اتصالات اطمینان حاصل کنید

تنظیمات و کالیبراسیون

برای عملکرد بهینه دستگاه:

  1. دستگاه را در محیط بدون فلز روشن کنید
  2. اجازه دهید 30 ثانیه برای کالیبراسیون خودکار بماند
  3. پتانسیومتر را تا حدی بچرخانید که بوق در حالت عادی خاموش باشد
  4. با نزدیک کردن سکه یا شیء فلزی تستی، واکنش دستگاه را بررسی کنید
  5. در صورت نیاز، مقدار threshold در کد را تنظیم کنید

نکات ایمنی

  • از باتری‌های با کیفیت استفاده کنید
  • از تماس کویل با سطوح سخت خودداری کنید
  • دستگاه را در محیط‌های مرطوب استفاده نکنید
  • از تعمیر و تنظیم دستگاه هنگام روشن بودن خودداری کنید
  • دستگاه را از دسترس کودکان دور نگه دارید

بهبود عملکرد

برای افزایش دقت و حساسیت دستگاه:

  • از کویل با کیفیت با سیم ضخیم‌تر استفاده کنید
  • مقاومت‌های دقیق و خازن‌های با تلرانس پایین به کار ببرید
  • مدار را در محفظه فلزی محافظ (Faraday Cage) قرار دهید
  • از فیلترهای نرم‌افزاری برای کاهش نویز استفاده کنید
  • می‌توانید نمایشگر OLED کوچک برای نمایش اطلاعات اضافه کنید

عیب‌یابی

مشکلعلت احتمالیراه حل
دستگاه روشن نمی‌شوداتصال باتری، سوییچ معیوببررسی اتصالات تغذیه، تست سوییچ
واکنش دائمی به فلزحساسیت بسیار بالا، کالیبراسیون نادرستتنظیم پتانسیومتر، کالیبراسیون مجدد
عدم واکنش به فلزاتاتصال کویل، خرابی آپ‌امپبررسی اتصال کویل، تست آپ‌امپ
صداهای نامنظمنویز الکتریکی، اتصال شلبررسی اتصالات، اضافه کردن خازن فیلتر

کاربردهای فلزیاب نقطه‌زن

  • یافتن اجسام فلزی در دیوارها و سطوح
  • کمک به باستان‌شناسان در حفاری‌های دقیق
  • یافتن لوله‌ها و کابل‌های فلزی در تعمیرات ساختمان
  • استفاده در صنایع بازیافت برای جداسازی فلزات
  • کاربردهای امنیتی برای یافتن اجسام فلزی مخفی

جمع‌بندی

ساخت فلزیاب نقطه‌زن پروژه‌ای جذاب و کاربردی در الکترونیک است. با دنبال کردن این راهنما و انجام دقیق مراحل، می‌توانید دستگاه‌ای با دقت قابل قبول بسازید. به یاد داشته باشید که عملکرد این فلزیاب‌های دست‌ساز معمولاً محدودتر از نمونه‌های صنعتی است، اما برای بسیاری از کاربردهای معمولی کافی


نظرات بسته شده است.