ساخت فلزیاب با سنسور flc100

ساخت فلزیاب‌های خانگی و نیمه‌حرفه‌ای همیشه یکی از جذاب‌ترین موضوعات برای علاقه‌مندان به الکترونیک و کاوش بوده است. در میان تمام قطعات مورد استفاده در این پروژه‌ها، سنسور FLC100 یکی از محبوب‌ترین و کاربردی‌ترین سنسورها برای ساخت فلزیاب و مگنومتر به شمار می‌رود. این سنسور به دلیل حساسیت بالا، قیمت مناسب و پشتیبانی از پروژه‌های DIY توانسته جایگاه ویژه‌ای در میان سازندگان دستگاه‌های ساده و علمی پیدا کند.
در این مقاله، به صورت جامع نحوه کار سنسور FLC100، روش ساخت فلزیاب با آن، مدارهای پیشنهادی، مشکلات رایج و نکات فنی مهم را بررسی می‌کنیم.

فروش فلزیاب
تماس : 09126753001

سنسور FLC100 چیست؟

سنسور FLC100 یک سنسور مغناطیس‌سنج آنالوگ (Fluxgate Magnetometer) است که برای اندازه‌گیری میدان مغناطیسی بسیار ضعیف طراحی شده است.
این سنسور قادر است تغییرات کوچک میدان مغناطیسی ناشی از حضور فلزات فرومغناطیس، آهن‌های قدیمی، حفره‌ها و حتی ساختارهای زیرسطحی را شناسایی کند؛ به همین دلیل از آن در پروژه‌های زیر استفاده می‌شود:

• ساخت مگنومتر

• ساخت اسکنر سه‌بعدی ساده

• ساخت فلزیاب عمق‌زن تحقیقاتی

• پروژه‌های زمین‌شناسی

• اندازه‌گیری میدان مغناطیسی زمین

یکی از دلایل محبوبیت این سنسور، خروجی قابل تقویت و حساسیت بالا در برابر نویزهای مغناطیسی است.

آیا می‌توان با سنسور FLC100 فلزیاب ساخت؟

پاسخ کوتاه: بله، اما با محدودیت‌ها.

سنسور FLC100 برای تشخیص میدان مغناطیسی طراحی شده و به‌خودی‌خود یک فلزیاب حرفه‌ای نیست. اما با ترکیب آن با:

• تقویت‌کننده‌های دقیق (OP-AMP)

• فیلترهای مناسب

• میکروکنترلر یا ماژول پردازشی

• گرافیک ساده یا نرم‌افزار تحلیل

می‌توان یک فلزیاب مگنومتری ساخت که برای تشخیص فلزات بزرگ و ساختارهای مدفون مناسب باشد.

این نوع فلزیاب برای سکه‌یابی یا طلا در عمق کم مناسب نیست و بیشتر برای تشخیص فلزات قدیمی، تونل، حفره، دیوارکشی، و باستان‌شناسی تحقیقاتی کاربرد دارد.

اجزای مورد نیاز برای ساخت فلزیاب با سنسور FLC100

برای ساخت یک دستگاه پایه، به قطعات زیر نیاز دارید:

۱. سنسور FLC100 اصلی

مدل اصلی ساخت شرکت Stefan Mayer آلمان
(مدل‌های چینی تقلبی معمولاً عملکرد مناسبی ندارند.)

۲. تقویت‌کننده سیگنال بسیار کم‌نویز

• اپ‌امپ‌هایی مانند OPA27, OPA129, AD620

• فیلتر پایین‌گذر با فرکانس مناسب

۳. منبع تغذیه دقیق و ثابت

• ±12 ولت یا ±5 ولت بسته به نوع مدار

• استفاده از رگولاتورهای کم‌نویز مانند 7812/7912

۴. برد پردازشگر

• آردوینو

• STM32

• Raspberry Pi

• یا ماژول‌های Data Logger

۵. نمایش‌گر

• LCD کاراکتری

• OLED

• یا ارسال داده به لپ‌تاپ

۶. قاب، دسته نگهدارنده و کابل شیلددار

مدار پایه فلزیاب با سنسور FLC100

مدار معمولاً از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

۱. بخش سنسور

سنسور FLC100 دارای سه خروجی آنالوگ است:

• خروجی X

• خروجی Y

• خروجی Z

که معمولاً از محور Z برای پروژه فلزیاب استفاده می‌شود.

۲. بخش تقویت سیگنال

خروجی سنسور بسیار ضعیف است و باید به صورت زیر تقویت شود:

• استفاده از AD620 برای تقویت ورودی دیفرانسیلی

• سپس عبور سیگنال از فیلتر پایین‌گذر (Low Pass)

• در نهایت انتقال به میکروکنترلر

مدار باید کم‌نویز باشد، زیرا نویز محیطی می‌تواند پروژه را غیرقابل استفاده کند.

۳. بخش پردازش و نمایش

میکروکنترلر تغییرات میدان مغناطیسی را در بازه‌های زمانی کوتاه نمونه‌برداری کرده و تفاوت‌ها را اندازه‌گیری می‌کند.

در صورت کاهش یا افزایش ناگهانی میدان، یک سیگنال هشدار یا نمودار تغییرات نمایش داده می‌شود.

عملکرد دستگاه در میدان واقعی

فلزیاب ساخته‌شده با سنسور FLC100 مانند فلزیاب‌های پالسی عمل نمی‌کند. این دستگاه:

• فلزات غیرفرومغناطیس مثل طلا، نقره، مس، برنز را به خوبی تشخیص نمی‌دهد.

• برای تشخیص فلزات آهنی عملکرد بسیار خوبی دارد.

• برای تشخیص حفره، تونل، دفینه سنگی، دیوارکشی قدیمی نیز مناسب است.

• قدرت نفوذ آن به خاک تا ۳ متر برای اهداف بزرگ است.

• برای اهداف کوچک مناسب نیست.

بنابراین اگر هدف ساخت یک دستگاه عمق‌زن تحقیقاتی باشد، سنسور FLC100 گزینه مناسبی است.

محدودیت‌های ساخت فلزیاب با FLC100

با وجود کاربردهای خوب، محدودیت‌هایی وجود دارد:

❌ حساسیت پایین نسبت به طلا

این سنسور طلا را مانند دستگاه‌های پالسی یا تصویری حرفه‌ای نمی‌بیند.

❌ نویزپذیری بالا

نزدیک بودن به کابل‌های برق، گوشی موبایل، خودرو و آهن‌آلات باعث خطا می‌شود.

❌ نیاز به تقویت‌کننده حرفه‌ای

در صورت استفاده از تقویت‌کننده نامناسب، خروجی سنسور دچار اعوجاج می‌شود.

❌ خروجی آنالوگ نیاز به پردازش دارد

بدون پردازش دیجیتال، دستگاه عملاً قابل استفاده نیست.

❌ مناسب نبودن برای استفاده تجاری

این پروژه بیشتر آموزشی و تحقیقاتی است.

مزایای سنسور FLC100 در ساخت فلزیاب

در کنار محدودیت‌ها، مزایای مهمی هم دارد:

✔ حساسیت بسیار بالا

قادر به تشخیص تغییرات بسیار کوچک در میدان مغناطیسی است.

✔ مناسب برای ساخت مگنومتر زمین‌شناسی

برای تشخیص حفره‌ها، مسیر قنات، خاک‌برداری‌های قدیمی عالی است.

✔ قابل اتصال به پردازشگرهای مختلف

آردوینو، STM32، لپ‌تاپ و …

✔ امکان ساخت اسکنر سه‌بعدی ساده

با ترکیب چند سنسور و نرم‌افزار داده‌برداری.

آموزش ساخت قدم به قدم فلزیاب با FLC100

قدم ۱: آماده‌سازی سنسور

• سنسور باید در لوله PVC قرار گیرد.

• اطراف آن نباید هیچ قطعه آهنی باشد.

• کابل خروجی باید شیلددار باشد.

 ۲: بستن مدار تقویت‌کننده

• AD620 را طبق دیتاشیت به مدار وصل کنید.

• خروجی سنسور به ورودی دیفرانسیلی اپ‌امپ وصل می‌شود.

• از فیلتر RC برای حذف نویز استفاده کنید.

 ۳: اتصال به آردوینو

• خروجی آنالوگ به پین A0

• کد نمونه برای خواندن تغییرات ولتاژ

۴: برنامه‌نویسی

• نمونه‌برداری سریع

• حذف نویز

• نمایش اختلاف میدان در LCD

• ایجاد هشدار هنگام تغییر ناگهانی

 ۵: تست در محیط باز

• ابتدا دستگاه را کالیبره کنید.

• از محیط‌های پرنویز دور باشید.

• با عبور آهن از مقابل سنسور، عملکرد را بررسی کنید.

فروش فلزیاب
تماس : 09126753001

نتیجه گیری :

ساخت فلزیاب با سنسور FLC100 یک پروژه جذاب و کاربردی برای علاقه‌مندان به الکترونیک، دانشجویان و پژوهشگران است. این دستگاه می‌تواند تغییرات میدان مغناطیسی را به خوبی تشخیص دهد و برای اهداف بزرگی مانند تونل‌ها، حفره‌ها و فلزات سنگین عملکرد مطلوبی ارائه دهد.

اما نباید انتظار داشت که این پروژه بتواند جای یک فلزیاب حرفه‌ای پالسی یا تصویری را بگیرد. این دستگاه بیشتر یک ابزار تحقیقاتی و علمی است تا یک فلزیاب تجاری.