Detektor metalu do uC

[jawa]

Witam,
Poszukuję modułu detektora metalu, który można podłączyć do uC.

Detektor miałby wykryć przewód z odległości 10-15cm. Przewód jest delikatnie zagrzebany w ziemi (1cm).

Przeszperałem internet i niewiele znalazłem.

http://www.robotshop.com/inex-metal-detector-board-with-jst3aa-cable.html

Znalazłem jeszcze moduł z avt, wyglądający, że po małej przeróbce dałoby się go podłaczyć do uC (http://sklep.avt.pl/p/pl/48365/mikroprocesorowy+wykrywacz+metali+-+zestaw+do+samodzielnego+montazu.html ). Z opisu wynika, że do pracy wymaga częstej kalibracji, którą inicjuje człowiek, więc nie jest bezobsługowy.

Czy, któryś z kolegów zetknął się z innymi modułami detektorów metalu?

Pozdrawiam.

[danioto]

Na praktykach miałem do czynienia z czujnikami indukcyjnymi Pepperl-Fuchs, największe mają zasięg 90-100mm, więc prawie tak jak potrzebujesz. Jedynym problemem może być napięcie zasilania: minimum 20-30 V DC. Ale może akurat się przyda, na przykład:

http://www.pepperl-fuchs.pl/poland/pl/classid_143.htm?view=productdetails&prodid=52577&amxattrib=a_163/107906&

[marek1707]

Jeśli przewód, to miedziany, tak? To niedobrze.

Ale z drugiej strony jeśli jest to kabelek to czy możesz nim sterować? Czy mógłbyś przepuszczać tam jakiś sygnał wygenerowany przez siebie - byłoby dużo prościej. Albo może jest to przewód energetyczny sieci 50Hz?

Czy możesz czujnik wykrywacza wysunąć do przodu jak np. "ryjek" typowego LFa?

Wykrywacz który będzie zamontowany na robocie będzie głównie widział jego własną konstrukcję i sygnały z napędów. Musisz czymś wykrywany obiekt wyróżniać z tła. Napisz coś więcej - wiele rzeczy rozwiązuje się dość prosto po małej burzy "musguf" 🙂 Wykrywacze metalu to dość rozpracowany rynek ale trzeba przede wszystkim dobrać metodę do obiektu lub sprawić.. by obiekt sam się czymś wyróżniał.

[jawa]

Dziękuję za odpowiedzi.

Kabel nie musi być miedziany, może to być stalowa linka. Cechą jaką się ma charakteryzować to, aby łatwo się układał na ziemi. Przewód ma ograniczać obszar pracy. Robot jeździ po ziemi i ma nie wjeżdżać na obszar otoczony przewodem.

Najlepiej, aby przewód był jak najbardziej diamagnetykiem albo ferromagnetykiem. Wykrywacze metalu wykrywają odstrojenie generatora od swojej częstotliwości. Tak wygląda teoria 🙂

Jeśli chodzi o zakłócanie wykrywacza metalu przez metalowy szkielet to nie powinno być tak źle ponieważ położenie wykrywacza względem robota jest stałe. Wykrywacz metalu jest częścią robota. Wywołuje to stałe odchylenie częstotliwości, którą można usunąć podczas pierwszej kalibracji.

Szukam gotowego modułu ponieważ budowa stabilnego wykrywacza, zwłaszcza cewki, do najprostszych nie należy.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[klonyyy]

A coś takiego :

?Zamiast diody wejście do uC

[marek1707]

klonyy to nie jest wykrywacz metalu tylko czuły wzmacniacz sprzężony pojemnościowo (przez powietrze) z kablem. Ten gadżet wykrywa pole 50Hz wokół przewodu sieciowego.

jawa - nie do końca jest tak jak piszesz, chodzi mi o eliminację wpływu konstrukcji. Zaaważ, że wykrywamy zmiany pewnych parametrów cewki (indukcyjność, dobroć itp). Najlepiej, gdy jest to "goła" cewka - wtedy zmiany pod wpływem wykrywanego obiektu są największe. Jeżeli obudujesz ją robotem, wtedy ona już się zmieniła i dodanie obiektu do tak "zapchanej" przestrzeni może w szczególnym przypadku nie zmienić w ogóle niczego lub zmiany będą trudne do wykrycia w prostym amatorskim układzie.

Dużo prościej byłoby wykrywać pewien znany sygnał. Gdyby przewód "graniczny" mógłby być pętlą, możesz go zasilać z własnego układu i wykrywać czujnikiem (np. cewką) obecność pewnej cechy wyróżniającej. Może to być częstotliwość, modulacja itp. Wtedy parametry cewki nie są w ogóle krytyczne bo wcale nie badamy jej parametrów. W zależności od przyjętego kryterium trzebaby zbudować prosty wzmacniacz i albo kawałek filtra albo zrobić całośc przetwarzania na procesorze. Czy zasilanie kabla w ziemi jest do przyjęcia? Jeżeli nie czujesz się na siłach zbudować czegoś takiego, musisz szukać gotowych rozwiązań choć uważam, że z pubktu widzenia układowego nie jest to trudny problem. Czułość takiego układu oraz jego selektywność (w sensie odróżniania "swojego" kabelka od "ciał obcych) będzie nieprównywalnie więsza niż prostego wykrywacza metalu. Jak pewne musi to być rozwiązanie? Ile ten pojazd waży? Jak szybko jeździ? Czy wyjeżdżając poza obszar może spowodować jakieś szkody? Obrażenia ludzi? Straty materialne?

[jawa]

Miałaby to być kosiarka do trawy. Rozwiązanie oparte na zagrzebanym przewodzie, który ogranicza strefę pracy widziałem w gotowych rozwiązaniach dlatego uznałem, że uda się to zrealizować. Aktywne rozwiązania, potrzebujące zasilania, byłyby trudne w utrzymaniu. Głównie ze względu na wyspowe ograniczenia (kwiatki, rabatki), które znajdują się wewnątrz trawnika.

[marek1707]

O, samojezdna kosiarka to już kawał sprzętu. Na szczęście wolny ale może szkód narobić więc i czujnik powinien być dość pewny. Cóż, skoro innym się udało to i Ty też możesz spróbować. Czy wiesz co oni tam zagrzebują w ziemi? Linkę stalową czy coś innego? Grube to? Jak to wygląda w praktyce? Czy ta kosiarka jakoś mapuje sobie teren i zapamiętuje gdzie już była czy po prostu na głupa omija "wyspy", nie wyjeżdża poza obwód, miele co ma przed sobą i tyle? Czy podwozie jest typu samochodowego (jedna para kół skrętnych i jazda raczej w przód z ewentualnym wycofaniem) czy sterowanie takie bardziej czołgowe (bez wyraźnej preferencji kierunku + skręty w miejscu)? Myślę o liczbie i rozmieszczeniu czujników.

[jawa]

Czy ta kosiarka jakoś mapuje sobie teren i zapamiętuje gdzie już była czy po prostu na głupa omija "wyspy", nie wyjeżdża poza obwód, miele co ma przed sobą i tyle?

Przypuszczam, że to są proste algorytmy. Są dwa tryby pracy: standard i spirala.

Na poniższym filmie widać jak reaguje na ograniczenie:

Czy podwozie jest typu samochodowego (jedna para kół skrętnych i jazda raczej w przód z ewentualnym wycofaniem) czy sterowanie takie bardziej czołgowe (bez wyraźnej preferencji kierunku + skręty w miejscu)?

Kilka obrazków powinno dać odpowiedź:

Najprostsze mają napęd czołgowy:

Czy wiesz co oni tam zagrzebują w ziemi? Linkę stalową czy coś innego? Grube to? Jak to wygląda w praktyce?

Miałeś rację zagrzebany przewód jest podłączony to stacji bazowej czyli podawany na nim jest sygnał elektryczny.

(proponuje zacząć oglądać od 69s, przesunięcie w linku niestety nie działa).

Czujniki jakie są w kosiarce to: po podniesieniu kosiarki zatrzymuje nóż kosiarki, czujnik deszczu. Wykrywa na drodze przedmioty większe od 10cm.

Droższe modele mają detektor dotyku. Po zetknięciem się człowieka z obudową zatrzymuje się nóż kosiarki.

__________

Komentarz dodany przez: Sabre

[marek1707]

Szczerze mówiąc działanie tej kosiarki wygląda strasznie badziewnie. W życiu bym czegoś takiego nie kupił i naprawdę szczerze podziwiam sprzedawców takiego sprzętu - to musi być wyższa szkoła jazdy (lub inny "target" produktu..). Podejrzewam, że po jej wielogodzinnej pracy trawnik wygląda owca przystrzyżona przez niewidomego paralityka. Może kogoś rajcuje samo patrzenie jak jeździ wózek za kilka tysięcy ale jakoś to do mnie nie przemawia. Wszystko jedno, jeśli jesteś wciąż zdecydowany żeby to robić możesz spokojnie założyć, że taki czujnik da się zrobić. Projektuj podwozie, napędy, nóż i co tam jeszcze ma to w środku mieć. Przewidź jakieś miejsce na elektronikę, zasilanie, być może jakiś odbiornik (radiowy?) do awaryjnego zdalnego zatrzymywania (licho nie śpi a dzieci umieją zrobić naprawdę dziwne rzeczy) oraz miejsce na kilka małych cewek rozmieszczonych na obwodzie. W pierwszym przybliżeniu pomyślałbym o prostym wzmacniaczu audio (od starego sprzętu, wieży lub kit z AVT) sterującym pętlą z drutu miedzianego. Źródłem sygnału mógłby być np. koder DTMF lub procesorek robiący mniej więcej to samo. Ważne, by sygnał miał więcej cech niż tylko częstotliwość - będzie go łatwiej odróżnić od zakłóceń z samego robota, silników itp. Na stałe wciśnięty któryś klawisz kodera (lub procedura programowa) spowoduje wysyłanie stałego sygnału audio. Cewka będzie to odbierać, prosty wzmacniacz z obciętym pasmem trochę podbije poziom sygnału a dalej to już dekoder DTMF lub to samo na procesorku. Zmieniając sygnał nadawany przez "bazę" (zwierając inne klawisze/zworki) będziesz mógł wprowadzić opcje sterowania np: "po najechaniu na kabel odwracaj się o 170 stopni" albo "po wykryciu kabla zrób to, co Twoja koleżanka na filmie" albo "po aktywacji czujnika zastanów się porządnie czy to działalność ma jakiś sens" itp.

Mając wzmacniacz dwukanałowy (stereo) możnaby położyć dwie pętle, odróżniać "wyspy" od "płotu" i w zależności od rodzaju przeszkody próbować ją sprytnie omijać albo.. no nie wiem, robić coś innego. Kabel dwużyłowy idący do "wyspy" (a najlepiej skrętka) będzie w naturalny sposób niewidoczny dla czujnika i nie będzie zakłócał jazdy po placu.

To tyle na początek. Może jakaś burza mózgów?

[jawa]

Dziękuję za odpowiedź.

Zwłaszcza sposób ze skrętką wart jest piwa (szczególnie, że sam od razu o tym nie pomyślałem).

Zastanawia mnie także jak został zrealizowany czujnik dotyku. Po dotknięciu obudowy przez człowieka zatrzymuje się nóż kosiarki. Nie widziałem tego w akcji, więc nie wiem czy to ściema. Czujniki dotyku, które znam, mają małą powierzchnię, reagują na zmianę pojemności.

Rozwiązanie mechaniczne, nacisk przesuwa obudowę względen szkieletu, wydaje mi się na mało prawdopodobne.

[marek1707]

Faktycznie, czujnik dotyku w urządzeniu które co chwila przeciska się między jakimiś krzakimi, patykami i (być może) wilgotną trawą byłby wyzwaniem. A gdyby jeszcze miał działać na całej powierzchni obudowy (metalizowanej?) i nie marudzić gdy dotykamy gołą ręką, ręką w ogrodowej rękawiczce gumowej lub butem i odróżniać to od dotknięcia zwisającą nisko gałązką - to tego sobie już nie wyobrażam. Ja raczej skłaniałbym się w kierunku czegoś mechanicznego: a) kilka prostych mikroprzełączników aktywowanych przy próbie podniesienia za krawędź, b) to samo ale w wersji reagującej na lekkie podniesienie lub opuszczenie/przyduszenie, c) wersja trójosiowa czyli dodatkowo przesunięcie/nacisk w płaszczyźnie poziomej. W sumie sprowadza się to do jakiegoś wahliwego zawieszenia całej skorupy na kilku gumowych (lub innych podatnych) kołkach plus czujnik małego przesunięcia lub wręcz tensometr umieszczony centralnie lub kilka na obwodzie. Być może rozwiązaniem byłby też jakiś czujnik odbiciowy z lusterkiem przyklejonym do wewnętrznej powierzchni obudowy i świecący na nie po kątem. Wtedy zmiana odległości/kąta powodowałaby zmianę odczytu. Dwa/trzy takie cosie załatwiłyby sprawę. Z drugiej strony w środowisku gdzie wciąż latają kawałki trawy, kurz, piasek itp rozwiązania optyczne sprawdzają sie raczej słabo.

Być może pomiar robiony jest od strony podwozia? Dopóki kosiarka stoi na 4 kołach to nic nam przecież nie grozi. Czujniki w zawieszeniu (i tak chyba musi być niezależne) mogłyby odróżniać sytuację gdy jedno koło wpadło w dołek od opadnięcia dwóch lub więcej spowodowanego próbą podniesienia pojazdu - to trzebaby dopracować, żeby co chwila kosiara nie zatrzymywała się gdzieś "w polu". Sumaryczne obciążenie półosi musi być przecież równe ciężarowi całości więc jakiś sprytny algorytm pewnie dałoby się wymyślić.

Hm, coś na burzę mózgów się nie zanosi (wakacje?) a mi się powoli pomysły kończą..

[Sabre]

A nie lepiej podejść do czujnika dotknięcia właśnie pojemnościowo, albo przez pomiar szumu? Przecież człowiek jest dość dużą anteną i dotknięcie do prawdopodobnie metalowej obudowy zmieni bardzo dużo, można nawet rozstroić jakiś generator pojemnościowy.

[marek1707]

Dokładnie tak samo jak niski krzaczek, wilgotna gałąź czy odpowiednio wysoka trawa. W warunkach laboratoryjnych to pewnie zadziała (pomijam fakt zrobienia metalowej lub metalizowanej obudowy bardzo dobrze odizolowanej - również pojemnościowo, od reszty elektroniki) ale w ogrodzie.. ? No nie wiem.

[Natanoj]

To może zwykła czujka podczerwieni? Dodatkowo nastawić tak by wyłączała nóż już przy podejściu na np. 0,5m. Mniej kombinacji i bezpieczeństwo większe.