متال‌دتکتور صنعتی

سلام. یک پروژه ساخت *متال‌دتکتور صنعتی Multi-Frequency با معماری TX/RX دارم و می‌خواهم نمونه اولیه و سپس نسخه قابل توسعه آن طراحی شود. ### 1. ساختار مکانیکی دستگاه به‌صورت یک محفظه/تونل فلزی طراحی شود که داخل آن یک صفحه غیررسانا (ترجیحاً چوب، فایبر یا پلاستیک مناسب) قرار گیرد. روی این صفحه دو مجموعه کویل داشته باشیم: *TX (فرستنده) در قسمت پایین *RX (گیرنده) در قسمت بالا کویل‌ها از سیم مسی لاکی ساخته شوند و طراحی آنها قابل تغییر و آزمایش باشد. ### 2. سیستم چندفرکانسه دستگاه باید قابلیت کار با چند فرکانس مختلف را داشته باشد، نه فقط یک فرکانس ثابت. در نسخه اولیه حداقل 3 فرکانس و ترجیحاً 5 فرکانس قابل انتخاب/بررسی باشد. فرکانس‌ها توسط مدار دیجیتال/مولد فرکانس تولید شده و به درایور TX داده شوند. فرکانس‌های پیشنهادی اولیه صرفاً برای آزمایش هستند و طراح می‌تواند بر اساس طراحی کویل و کاربرد صنعتی، محدوده مناسب را تعیین کند. ### 3. بخش TX مسیر کلی: مولد فرکانس → درایور/تقویت‌کننده TX → کویل TX TX باید میدان الکترومغناطیسی پایدار و قابل کنترل ایجاد کند. امکان تنظیم دامنه تحریک و کنترل دقیق فرکانس وجود داشته باشد. ### 4. بخش RX کویل RX تغییرات میدان ناشی از عبور جسم فلزی را دریافت کند. مسیر کلی: RX Coil → تقویت‌کننده کم‌نویز → فیلتر → دمدولاتور/IQ Demodulator → ADC → MCU/DSP ترجیحاً علاوه بر دامنه، اطلاعات فاز نیز اندازه‌گیری شود تا بتوان پاسخ فلزات مختلف را در فرکانس‌های مختلف مقایسه کرد. ### 5. پردازش برای هر جسم، پاسخ در چند فرکانس ثبت شود. برای مثال: F1 → دامنه + فاز F2 → دامنه + فاز F3 → دامنه + فاز F4 → دامنه + فاز F5 → دامنه + فاز سپس MCU/DSP بتواند این داده‌ها را پردازش کند. هدف این است که سیستم ابتدا بتواند وجود فلز را با حساسیت مناسب تشخیص دهد و در مرحله بعد امکان بررسی/تفکیک پاسخ فلزاتی مانند آهن، فولاد، استیل، آلومینیوم، مس و سایر فلزات رسانا بررسی شود. تأکید می‌کنم که هدف «تشخیص قطعی طلا از روی یک فرکانس خاص» نیست؛ هدف ایجاد یک امضای پاسخ چندفرکانسی برای طبقه‌بندی آزمایشی مواد است. ### 6. محفظه فلزی محفظه فلزی باید در طراحی الکترومغناطیسی لحاظ شود، چون خود محفظه می‌تواند روی میدان TX و سیگنال RX اثر بگذارد. بنابراین قبل از نهایی کردن PCB، اثر محفظه فلزی، شیلدینگ، فاصله کویل‌ها و کوپل مستقیم TX→RX بررسی شود. ### 7. نمونه اولیه ابتدا یک نمونه آزمایشگاهی بسازیم که: بدون محفظه فلزی یا با حداقل شیلدینگ آزمایش شود. TX و RX قابل تعویض/تنظیم باشند. فرکانس‌ها قابل تغییر باشند. دامنه و فاز RX قابل ثبت باشند. خروجی داده به کامپیوتر یا نمایشگر منتقل شود. تست با نمونه‌های واقعی آهن، فولاد، استیل، آلومینیوم، مس و سایر فلزات انجام شود. بعد از گرفتن نتایج، نسخه صنعتی و PCB نهایی طراحی شود. ### 8. خروجی مورد انتظار از طراح لطفاً طراحی شامل این موارد باشد: 1. شماتیک کامل 2. طراحی PCB 3. مشخصات دقیق TX/RX Coil 4. تعداد دور و قطر سیم کویل 5. فرکانس‌های کاری 6. مدار تولید فرکانس 7. مدار Driver فرستنده 8. مدار تقویت و فیلتر گیرنده 9. ADC و MCU/DSP 10. الگوریتم اولیه تشخیص فلز 11. روش کالیبراسیون 12. روش تست حساسیت 13. طراحی شیلدینگ و محفظه 14. فایل‌های ساخت PCB و BOM اولویت پروژه این است که ابتدا یک نمونه قابل اندازه‌گیری و تست ساخته شود* و بعد بر اساس داده واقعی، طراحی صنعتی و بهینه‌سازی انجام شود. از هوش مصنوعی تونستم در این حد اطلاعات بگیرم که ما میتونیم از تک فرکانس هم استارت بزنیم .