Il mondo del metal detecting è affascinante, ricco di avventura e di sorprese. Tuttavia, la tecnologia alla base di questi dispositivi è altrettanto intrigante. Questo articolo è dedicato agli appassionati che desiderano costruire il proprio rilevatore di metalli utilizzando un microcontrollore STM32, sfruttando la tecnica del Pulse Induction (PI) e la piattaforma hardware Arduino. Questo progetto unisce precisione, sensibilità e un budget ridotto, consentendo agli appassionati di creare il proprio metal detector fai da te.

Indice

Perché scegliere STM32 per un Metal Detector

Il microcontrollore STM32 si distingue per le sue elevate prestazioni. In particolare, l’STM32 offre una maggiore velocità di elaborazione, maggiore memoria e capacità di gestire segnali complessi, caratteristiche essenziali per un metal detector fai da te Pulse Induction che richiede precisione e reattività.

Anche se Arduino è un’ottima piattaforma per progetti fai-da-te, STM32 offre una potenza di calcolo superiore a un costo inferiore. Installando un bootloader Arduino su STM32, è possibile utilizzare lo stesso ambiente di sviluppo Arduino, rendendo la transizione semplice per chi ha già familiarità con questa piattaforma. Non ci sono significative differenze operative tra Arduino e STM32 dopo questa modifica, se non nei vantaggi prestazionali.

Componenti necessari

Per realizzare questo metal detector fai da te, sono necessari i seguenti componenti:

  • Microcontrollore STM32F103C8T6: Il cervello del dispositivo.
  • Amplificatore Operazionale TL072: Per amplificare i segnali ricevuti dalla bobina di rilevamento.
  • Transistor BC847 (o simili): Utilizzati nel circuito di pilotaggio.
  • Mosfet di Potenza IRF740: Per gestire correnti elevate.
  • Regolatore 7805: Stabilizza la tensione di alimentazione.
  • Encoder Rotativo: Per il controllo del dispositivo.
  • Cicalino: Fornisce un feedback acustico quando viene rilevato un oggetto.
  • Striscia LED WS2812B: Indicazione visiva della rilevazione.
  • Resistori e Condensatori: Elementi passivi essenziali per il circuito.
  • Fonte di Alimentazione: Tre celle agli ioni di litio in serie (circa 12V).

Dettagli sulla bobina di ricerca

La bobina è un componente essenziale per il funzionamento del tuo metal detector fai da te. In questo progetto, è possibile utilizzare una bobina avvolta con filo di rame da 0,7 mm di diametro, con 25 spire e un diametro complessivo di 20 cm. È possibile sperimentare con bobine di dimensioni diverse, come una configurazione dual-coil con diametri di 12 e 23 cm, per adattare il rilevatore a diverse esigenze di profondità e sensibilità.

Realizzazione del progetto: assemblaggio e calibrazione

L’assemblaggio del circuito richiede attenzione, specialmente nella disposizione dei componenti sulla PCB (scheda a circuito stampato). Il circuito prevede l’utilizzo di un microcontrollore STM32F103C8T6 come elemento centrale, collegato agli altri componenti come l’amplificatore operazionale, i transistor e il Mosfet. Una volta completato l’assemblaggio, il circuito deve essere alimentato con una tensione stabilizzata di 5V tramite il regolatore 7805.

Quando il metal detector fai da te viene acceso per la prima volta, la bobina di ricerca deve essere posizionata lontano da oggetti metallici. Questo è fondamentale perché il metal detector esegue una calibrazione automatica all’avvio, regolando la sensibilità in base all’ambiente circostante. Inoltre, è possibile regolare manualmente la sensibilità e altri parametri utilizzando l’encoder rotativo, che consente di navigare tra le varie modalità del dispositivo, come la regolazione della luminosità dei LED o l’attivazione/disattivazione del cicalino.

L’encoder rotativo permette di accedere a diverse modalità di funzionamento, tra cui:

  1. Regolazione della Luminosità del LED: Modifica l’intensità visiva del feedback.
  2. Accensione/Spegnimento del Cicalino: Gestisce il feedback acustico.
  3. Regolazione della Profondità di Rilevamento: Ottimizza il dispositivo per la ricerca di oggetti a profondità diverse.
  4. Modalità Oggetti Grandi/Piccoli: Permette di concentrarsi su specifiche dimensioni degli oggetti da rilevare.

Test e ottimizzazioni

Una volta completata la costruzione, è essenziale testare il metal detector fai da te in un ambiente reale. In condizioni ideali, questo rilevatore dovrebbe essere in grado di individuare una moneta a una distanza di 30 cm e oggetti metallici più grandi fino a oltre 80 cm di profondità.

Gli appassionati possono personalizzare il proprio metal detector fai da te in base alle proprie esigenze, ad esempio sperimentando con diverse configurazioni della bobina o integrando ulteriori sensori per migliorare la precisione. Inoltre, è possibile ottimizzare il software per migliorare la velocità di risposta e la sensibilità del dispositivo.

Conclusione

Costruire un metal detector fai da te utilizzando un microcontrollore STM32 e la tecnologia Pulse Induction non è solo un progetto educativo, ma anche un’avventura che permette di comprendere meglio i principi dei cercametalli. Questo progetto rappresenta una fusione perfetta tra elettronica avanzata e il fascino dell’esplorazione, permettendo agli appassionati di metal detecting di apprendere e migliorare utilizzando uno strumento unico, progettato e realizzato con le proprie mani.

Attenzione: Si raccomanda di verificare e attenersi scrupolosamente alle leggi e normative locali relative alla protezione del patrimonio culturale e archeologico nel proprio paese.

Fonte: www.digikey.com