|
Het lijkt zo mooi. Een bouwpakketje dat slechts € 3,03 kost en waarmee u metalen leidingen in uw muren kunt opsporen. Immers, voor een leidingdetector van Brennenstuhl moet u een sappige twintig euro neertellen. Maar doet dit Chinese apparaatje ook wat de maker belooft? |
Het bouwpakket van de leidingdetector
De levering van het bouwpakket
Door diverse Chinese postorderbedrijven wordt een klein bouwpakketje verkocht voor de weggeefprijs van net iets boven drie euro, inclusief bezorging via postnl. Als u het product wilt zoeken moet u googlen op 'DIY Metal Detector Kit'. Drie weken later vindt u in uw brievenbus een klein plastic doosje, met het printje, onderdeeltjes en een batterijhouder. Bij het voor deze test bestelde exemplaar was het plastic doosje echter gebarsten als gevolg van een zeer slechte verpakking. Eén mailtje naar de Chinese leverancier Banggood met een foto van het gebarsten kastje was voldoende om onmiddellijk een gratis een nieuw exemplaar van het complete bouwpakketje te ontvangen.
 |
| Het bouwpakket wordt verzonden in een hard-plastic doosje dat kan beschadigen tijdens het transport. (© 2017 Jos Verstraten) |
De geleverde print ziet er pico bello uit: tweezijdig, doorgemetalliseerde gaatjes, componentenopdruk en aan weerszijden een soldeermasker. Ook aan de onderdelen mankeert niets. De twee spoelen zijn aan weerszijden van het printje uitgevoerd als 'printed coil', wat een uitstekende manier is om uiterst stabiele spoelen te verkrijgen. Het doosje zélf wordt de behuizing van het apparaatje. U moet alleen twee 1,5 V batterijen van het type AA kopen om de schakeling te voeden met 3,0 V. Er wordt één velletje papier meegeleverd waarop de bouw wordt beschreven, helaas alleen in het Chinees.
 |
| De inhoud van het doosje. (© 2017 Jos Verstraten) |
Het schema van de leidingdetector
In de onderstaande tekening hebben wij het schema van deze leidingdetector hertekend. De spoelen L1 en L2 zijn op de print geëtst.
 |
| Het schema van de leidingdetector. (© 2017 Jos Verstraten) |
In de versie van 30-12-2017 van deze pagina werd de werking van de schakeling foutief beschreven. Deze aangepaste versie van 21-01-2020 is geschreven naar aanleiding van een discussie op het forum van CircuitsOnline op https://www.circuitsonline.net/forum/view/148069.
De werking van de schakeling zonder metaal in de buurt van de spoelen
De transistor T1 vormt, samen met de onderdelen L1, L2, C2, C3, een Hartley-oscillator. De versterking van deze trap kunt u instellen door de instelpotentiometer P1 te verdraaien. Op een bepaald moment wordt de versterking zo groot dat aan de oscillatie-voorwaarde wordt voldaan. Dank zij de grote meekoppeling tussen de collector en de basis via de spoelen L1 en L2 gaat de schakeling oscilleren op een frequentie van ongeveer 300 kHz.
Door het HF-signaal dat over de spoel L2 staat wordt de transistor T2 gedurende de negatieve halve perioden in geleiding gestuurd. De basis wordt dan immers negatief ten opzichte van de emitter. Over de weerstand R2 ontstaat een pulserende spanning die via de condensator C4 wordt afgevlakt. Deze spanning over R2 zorgt ervoor dat de transistor T3 in sper blijft. Er staat immers een te kleine spanning tussen de emitter en de basis om deze halfgeleider in geleiding te sturen. Er vloeit geen collectorstroom en de LED D1 en de zoemer LS1 blijven in rust.
De werking van de schakeling bij metaal in de buurt van de spoelen
Als u het apparaatje met de spoelen in de buurt van een metalen voorwerp houdt zal de inductieve koppeling tussen de twee spoelen L1 en L2 verkleinen. Het metalen voorwerp slorpt immers een deel van het koppelsignaal tussen beide spoelen op. De meekoppeling tussen de collector en de basis van T1 via de spoelen wordt kleiner en de oscillator slaat af. Het gevolg is dat het HF-signaal op de basis van T2 wegvalt en deze halfgeleider gaat sperren. De basis hangt nu immers alleen via de kleine gelijkstroomweerstand van L2 aan de emitter. Er vloeit geen collectorstroom door R2, de spanning over deze weerstand daalt, waardoor de emitter/basis-spanning van T3 groot genoeg wordt om deze halfgeleider in geleiding te sturen. Het gevolg is dat er op de collector een gelijkspanning ontstaat die de LED laat branden en de zoemer aanstuurt.
De bouw van het apparaatje
De print bestukken
Hoewel u waarschijnlijk net zo min als wij iets hebt aan de Chinese bouwbeschrijving valt het bestukken van de print mee dank zij de duidelijke componentenopdruk op het printje. Let even op bij het solderen van de piëzo-zoemer: deze heeft een plus en een min en die mag u niet verwisselen. Hetzelfde geldt natuurlijk voor de elco en de LED. De korte aansluitdraad is de kathode. De LED moet op de soldeerzijde van de print worden gemonteerd en dan zo gebogen dat het lichaam parallel komt te staan met de zoemer. Tot slot kunt u de twee draadjes van de batterijhouder op het printje solderen en de houder voorzien van twee 1,5 V batterijtjes.
U moet nu het printje testen op goede werking. Verdraai de loper van de instelpotentiometer P1. Vanaf een bepaalde stand moet het piëzo-element gaan zoemen en de LED branden. Draai de loper weer even terug tot het lawaai ophoudt.
 |
| Het compleet bestukte printje. (© 2017 Jos Verstraten) |
U kunt nu het printje en de batterijhouder in het kastje plakken met een paar druppeltjes lijm. Als u toevallig een miniatuur tuimelschakelaartje hebt kunt u dat in een van de zijwanden monteren en opnemen in de rode positieve voedingsdraad, zodat u het apparaatje ook kunt uitschakelen. Wees voorzichtig bij het boren van het gat voor de schakelaar in het hard-plastic van het kastje. Dit materiaal barst nogal gemakkelijk.
 |
| De leidingdetector klaar voor gebruik. (© 2017 Jos Verstraten) |
Leg nu het geheel plat op een houten tafel en verdraai de instelpotentiometer P1 voorzichtig tot de zoemer afgaat. Draai nu de loper iets terug. Deze afregeling moet u heel zorgvuldig uitvoeren, want hoe nauwkeuriger u de oscillator op zijn kritieke punt afstelt, hoe groter het bereik van de leidingdetector wordt. Maar stelt u de potentiometer iets te kritisch af, dan bestaat de kans dat het kastje op ongewenste momenten gaat piepen, wat natuurlijk ook niet de bedoeling is.
De leidingdetector in de praktijk
Iets te weinig bereik....
De fabrikant geeft in de specificaties een maximaal bereik van vijf centimeter aan. Helaas hebben wij dat in de praktijk nooit gehaald. Wij hebben het kastje met de bodem op een houten tafelblad gelegd en onder het tafelblad een stuk koperen waterleidingsbuis bevestigd met twee lijmklemmen. Door het kastje over het tafelblad heen en weer te schuiven kan dan gemakkelijk het bereik worden vastgesteld. Door middel van dunne plaatjes hout hebben wij de afstand tussen de onderzijde van het tafelblad en de bovenzijde van de koperen pijp per twee millimeter opgevoerd om de maximale reikwijdte te bepalen.
Zelfs bij de meest fijnzinnige afregeling van de instelpotentiometer kwamen wij niet verder dan een bereik van 4,2 cm tussen de bodem van het kastje en de bovenzijde van de koperen waterleidingsbuis onder het tafelblad. En in deze extreem gevoelige stand ging het apparaatje incidenteel vanzelf piepen zonder metaal in de buurt.
Het stroomverbruik
In de ruststand verbruikte het geteste apparaatje 940 µA stroom uit verse batterijen. In de actieve stand (piepen) steeg het stroomverbruik tot 10,8 mA. Als u geen schakelaar monteert is het dus aan te bevelen een van de batterijen te verwijderen als u het apparaatje niet gebruikt.
De frequentie van de oscillator
Uiteraard waren wij nieuwsgierig naar de frequentie waarop de oscillator werkt. Zoals uit onderstaand oscillogram blijkt, werkt de schakeling op een frequentie van 322 kHz en komt er een tamelijk zuivere sinus uit het oscillatortje.
 |
| Het uitgangssignaal van de oscillator. (© 2017 Jos Verstraten) |
Conclusie
De prestaties van dit bouwpakketje vielen ons een beetje tegen. Weliswaar doet het geteste exemplaar ongeveer wat de fabrikant belooft, maar de vraag is of er in de praktijk handig mee te werken valt. Als u de door de fabrikant gespecificeerde reikwijdte van 5,0 cm wilt evenaren, moet u het apparaatje zó gevoelig instellen dat het incidenteel ook wel zonder metaal in de buurt gaat piepen. Dat feit doet uiteraard een zware aanslag op de betrouwbaarheid van deze leidingdetector.
DIY-Metal-Detector-Kit
.jpg)