صنع كاشف معادن بترانزستورين BC547
تعديل الدائرة وتجربة ملف 30 سم بعدد 14 لفة مع ضبط أدق للتردد ونتيجة كشف وصلت في التجربة إلى نحو 40 سم
في الجزء الأول من مشروع صنع كاشف معادن بترانزستورين قمنا ببناء وتجربة كاشف معادن بسيط يعتمد على ترانزستورين وملف بحث قطره 30 سم، وكان الملف المستخدم في تلك التجربة يتكون من 36 لفة مع إخراج السلك المشترك بعد 18 لفة.
أما في هذا الجزء فلا نلغي التجربة الأولى ولا نعتبر ملفها خطأ، وإنما نواصل البحث والتجربة باستخدام ملف جديد مختلف قطره 30 سم وعدد لفاته 14 لفة، مع تعديلات في قيم بعض مكونات الدائرة وطريقة المعايرة.
👉 شاهد الدائرة والتجربة الأصلية في الجزء الأول قبل متابعة التعديلات
هذا هو السؤال الذي حاولنا الإجابة عنه عملياً في الجزء الثاني. بدلاً من الاكتفاء بنتيجة التجربة الأولى، قمنا بصنع ملف جديد قطره 30 سم ولكن بعدد 14 لفة فقط، وأجرينا تعديلات على قيم المكثفات، كما أضفنا مقاومة متغيرة 5K للمساعدة في الوصول إلى نقطة ضبط أدق يمكن عندها ملاحظة تأثير المعدن بصورة أفضل.
المشروع ما زال يعتمد على فكرة كاشف معادن بترانزستورين BC547 وعدد محدود جداً من القطع الإلكترونية. والهدف من الجزء الثاني ليس تقديم دائرة مختلفة كلياً، بل دراسة ما يحدث عملياً عندما نغيّر بعض العوامل المؤثرة في التذبذب، وخصوصاً عدد لفات الملف وقيم المكثفات ودقة المعايرة.
2 × BC547
30 سم – 14 لفة
50K + 5K Fine Tuning
حتى نحو 40 سم
ما الذي تغير في كاشف المعادن في الجزء الثاني؟
بعد تجربة النسخة الأولى قررنا عدم التوقف عند قيم واحدة للملف والمكونات. فدوائر المذبذبات البسيطة تتأثر بقيمة الحث والسعة والمقاومة وطريقة الضبط، ولذلك كان من المفيد تنفيذ تجربة ثانية ومقارنة سلوكها بالتجربة السابقة.
أهم ما يميز الجزء الثاني هو أننا لم نغيّر عنصراً واحداً فقط، بل جربنا ملفاً جديداً بعدد لفات أقل، وغيرنا قيمة أحد المكثفات، وأضفنا مرحلة ضبط أدق باستخدام مقاومة متغيرة إضافية بقيمة 5K.
| العنصر | الجزء الأول | الجزء الثاني |
|---|---|---|
| قطر الملف | 30 سم | 30 سم |
| عدد اللفات | 36 لفة | 14 لفة |
| السلك المشترك | بعد اللفة 18 | بعد اللفة 7 |
| المكثف المعدل | 1nF | 104 = 100nF |
| المكثف 103 | مستخدم في الدائرة | 103 = 10nF |
| المعايرة | 50K | 50K + متغيرة 5K |
مكونات النسخة المعدلة من دائرة كاشف المعادن
- 2 × ترانزستور BC547: وهما العنصران الفعالان الأساسيان في الدائرة.
- مكثف 104: قيمته 100 نانوفاراد.
- مكثف 103: قيمته 10 نانوفاراد.
- مقاومة متغيرة 50KΩ: تستخدم للوصول إلى المجال الأساسي للضبط.
- مقاومة متغيرة 5KΩ: أضيفت للحصول على ضبط أدق لنقطة التشغيل.
- ملف بحث قطره 30 سم: يتكون من 14 لفة مع إخراج السلك المشترك بعد اللفة السابعة.
- مصدر التغذية: بطارية 9 فولت وفق التجربة.
- وسيلة إخراج صوتية: لسماع التغير في حالة الدائرة عند اقتراب المعدن.
التعديل الأول: تغيير المكثف من 1nF إلى 104
أحد أهم التغييرات في الجزء الثاني كان استبدال المكثف ذي القيمة 1nF بمكثف يحمل الرمز 104. وقيمة المكثف 104 هي 100nF.
أما المكثف الآخر الذي يحمل الرمز 103 فقد بقي مستخدماً، وقيمته 10nF.
تغيير قيمة المكثف في دائرة متذبذبة يمكن أن يؤدي إلى تغير حالة التذبذب ونقطة الضبط، ولهذا كان من الضروري إعادة معايرة الدائرة بعد إجراء التعديل بدلاً من الاعتماد على الإعداد المستخدم مع المكونات السابقة.
واليكم صورة معدلة للدائرة:
104 = 100nF = 0.1µF
103 = 10nF = 0.01µF
لماذا استخدمنا مقاومتين متغيرتين 50K و5K؟
هذه من أهم نقاط التطوير في النسخة الثانية. المقاومة المتغيرة 50KΩ بقيت مسؤولة عن مجال الضبط الأساسي للدائرة، لكن التجربة العملية أظهرت أن المنطقة التي تظهر حولها الاستجابة المناسبة يمكن أن تكون ضيقة، ولذلك يصبح الوصول إليها بدقة أكثر صعوبة باستخدام 50K وحدها.
لهذا السبب أضفنا مقاومة متغيرة أخرى بقيمة 5KΩ لتعمل كوسيلة ضبط دقيق Fine Tuning.
بعد استخدام 50K للوصول إلى المنطقة المناسبة، يمكن استخدام 5K لإجراء تغير أصغر وأكثر دقة في الضبط، والبحث عن النقطة التي يصبح عندها تأثير تقريب المعدن من الملف أكثر سهولة في الملاحظة.
🎛️ طريقة المعايرة في النسخة المعدلة
- أبعد المعادن عن ملف البحث قدر الإمكان.
- شغّل الدائرة وانتظر استقرار الإشارة قدر الإمكان.
- استخدم المقاومة المتغيرة 50K للوصول إلى منطقة التشغيل المناسبة.
- بعد ذلك استخدم المقاومة المتغيرة 5K لإجراء ضبط أكثر دقة.
- قرّب قطعة معدنية معروفة تدريجياً من الملف.
- راقب التغير في الصوت وحدد النقطة التي تظهر عندها استجابة المعدن بوضوح.
ملف كاشف المعادن الجديد: قطر 30 سم و14 لفة
في التجربة الأولى لكاشف المعادن بترانزستورين كان ملف البحث المستخدم قطره 30 سم ويتكون من 36 لفة مع نقطة مشتركة بعد اللفة 18. وقد كانت تلك مواصفات الملف المستخدم فعلياً في التجربة الأولى.
أما في الجزء الثاني فاحتفظنا بقطر الملف نفسه تقريباً، ولكن قمنا بصنع ملف جديد بعدد لفات أقل بكثير: 14 لفة فقط.
طريقة صنع ملف 30 سم و14 لفة
- جهز قالباً دائرياً قطره نحو 30 سم.
- ابدأ بلف السلك بصورة منتظمة وفي اتجاه واحد.
- بعد إكمال 7 لفات أخرج سلكاً ليكون النقطة المشتركة.
- واصل اللف بالاتجاه نفسه.
- أكمل 7 لفات إضافية.
- يصبح مجموع الملف 14 لفة = 7 + 7.
- ثبت اللفات جيداً حتى لا تتغير هندسة الملف أثناء المعايرة والاختبار.
- حدد الأسلاك الثلاثة بوضوح قبل توصيلها بالدائرة.
ملف 36 لفة ليس خطأ، وملف 14 لفة ليس تصحيحاً لعدد اللفات السابق. هما ملفان مختلفان تم استخدامهما في تجربتين مختلفتين لنفس فكرة الدائرة بهدف زيادة المعرفة العملية حول تأثير تغيير الملف.
ماذا يحدث عند تغيير عدد لفات ملف كاشف المعادن؟
عدد اللفات من العوامل التي تؤثر في الحث الكهربائي للملف. ولذلك فإن الانتقال من ملف 36 لفة إلى ملف 14 لفة لا يمثل مجرد استخدام كمية أقل من السلك، وإنما يؤدي إلى تغيير الخصائص الكهربائية للملف الذي تتعامل معه الدائرة.
وبما أن الملف والمكثفات والمقاومات تشترك في تحديد حالة تشغيل الدائرة، فإن تغيير الملف يستلزم إعادة المعايرة والبحث من جديد عن نقطة التشغيل المناسبة.
وهذا أحد الأسباب التي جعلتنا في الجزء الثاني نجمع بين تجربة ملف 14 لفة وتغيير بعض قيم المكثفات وإضافة المقاومة المتغيرة 5K للضبط الدقيق.
إذا كنت مهتماً بتأثير حجم الملف وعدد اللفات على كاشف المعادن، فقد أجرينا أيضاً تجربة أخرى باستخدام ملفات مختلفة:
صنع كاشف معادن بثلاثة ملفات لأعماق مختلفةنتيجة اختبار كاشف المعادن بعد التعديل
بعد إجراء التعديلات وضبط الدائرة، أظهرت النسخة الثانية استجابة مرضية عند تقريب قطع معدنية صغيرة مثل القصدير من ملف البحث.
ومن خلال الاختبار العملي وصل أقصى مدى تمت ملاحظته في التجربة إلى نحو 40 سم.
ومن المهم التأكيد أن هذه المسافة تمثل نتيجة التجربة التي ظهرت عملياً، ولا ينبغي اعتبارها رقماً مضموناً مع كل قطعة معدنية أو في جميع ظروف التشغيل.
ماذا لاحظنا عند تجربة أحجام مختلفة من المعادن؟
من الملاحظات المهمة في التجربة أن الجهاز أظهر أداءً جيداً مع بعض القطع المعدنية الصغيرة، ومنها قطعة القصدير المستخدمة في الاختبار.
لكن عند الانتقال إلى أجسام معدنية أكبر لم تكن الزيادة في مسافة الكشف كبيرة بالضرورة كما قد يتوقع البعض.
هذه الملاحظة مهمة لأنها توضح أن أداء هذه الدائرة البسيطة لا يعتمد فقط على أن يكون الجسم المعدني أكبر، وإنما يتأثر أيضاً بنقطة التذبذب والمعايرة والملف واستقرار الدائرة وطبيعة الهدف نفسه.
هل أصبح كاشف المعادن مستقراً 100%؟
لا، ومن المهم توضيح هذه النقطة كما ظهرت في التجربة العملية. الدائرة ليست مستقرة بنسبة 100%، ولا نقدمها على أنها جهاز تجاري احترافي.
نحن نتعامل مع دائرة بسيطة جداً تعتمد على ترانزستورين وعدد محدود من المكونات وملف مصنوع يدوياً. لذلك يمكن أن تتأثر نقطة التشغيل بعوامل مختلفة مثل حركة الملف والأسلاك وحالة البطارية وخصائص المكونات والتداخلات الموجودة حول منطقة الاختبار.
وصول التجربة إلى نحو 40 سم لا يعني أن كل قطعة معدنية ستكتشف على المسافة نفسها. كما أن عدم الاستقرار الكامل للدائرة يجب أن يؤخذ في الاعتبار عند تكرار التجربة أو مقارنة نتائجها بدائرة أخرى.
لماذا نعرض النتائج حتى لو لم تكن الدائرة مثالية؟
الهدف من هذه السلسلة ليس عرض النتيجة الناجحة فقط، وإنما توثيق التجربة كما حدثت فعلياً.
ففي المشاريع الإلكترونية البسيطة قد يؤدي تغيير قيمة مكثف أو عدد لفات الملف أو نقطة المعايرة إلى تغير ملحوظ في عمل الدائرة. ومعرفة ما نجح وما لم يكن مستقراً تساعد على فهم المشروع بصورة أفضل من عرض مخطط نظري دون تجربة.
لهذا السبب أبقينا تجربة الجزء الأول بملف 36 لفة كما هي، ثم انتقلنا في الجزء الثاني إلى ملف جديد من 14 لفة وعدلنا بعض المكونات، حتى يمكن مقارنة النتائج وزيادة المعرفة حول هذه الدائرة.
يمكنك أيضاً مشاهدة مشروع آخر يتناول دوائر كاشف المعادن وقيم المكثفات مثل 104 و103 واستخدام ترانزستور BC547:
صنع كاشف معادن بالراديو: 3 دوائر مجربةفيديو الجزء الثاني: تعديل كاشف المعادن وتجربة ملف 14 لفة
في الفيديو التالي يمكنك مشاهدة التعديلات العملية على الدائرة، وطريقة المعايرة وتجربة الجهاز مع المعادن ونتيجة الاختبار.
مشاهدة التنفيذ العملي مهمة لأن هذه النسخة جاءت نتيجة تجربة فعلية وتعديل للنسخة السابقة، وليست مجرد تغيير نظري في قيم المكونات.
طريقة اختبار كاشف المعادن بعد التعديل
- تأكد أولاً من صحة جميع التوصيلات وأطراف ترانزستورات BC547.
- ثبت ملف 30 سم و14 لفة جيداً حتى لا تتحرك اللفات.
- أبعد المعادن الكبيرة عن منطقة الاختبار قدر الإمكان.
- قم بتشغيل الدائرة بواسطة بطارية 9 فولت.
- استخدم المقاومة المتغيرة 50K للوصول إلى منطقة التشغيل المناسبة.
- استخدم المقاومة المتغيرة 5K للحصول على ضبط أدق.
- ابدأ بقطعة معدنية معروفة وقرّبها تدريجياً من الملف.
- راقب التغير في الصوت وحدد المسافة التي تبدأ عندها الاستجابة.
- كرر الاختبار باستخدام القطعة نفسها إذا أردت مقارنة أي تعديل جديد.
ماذا تعلمنا من الجزء الأول والجزء الثاني؟
القيمة الحقيقية لهذه التجربة ليست فقط الوصول إلى مسافة كشف معينة، بل معرفة أن دائرة كاشف المعادن لا تعتمد على قطعة إلكترونية واحدة.
الملف والمكثفات والترانزستورات والمقاومات ونقطة التذبذب والمعايرة كلها عوامل مترابطة.
في التجربة الأولى استخدمنا ملف 30 سم و36 لفة، وفي التجربة الثانية جربنا ملفاً آخر بالقطر نفسه تقريباً ولكن بعدد 14 لفة، مع تعديل المكثفات وإضافة ضبط أدق بواسطة المقاومة المتغيرة 5K.
وأظهرت النسخة المعدلة استجابة للمعادن ووصلت نتيجة الاختبار إلى نحو 40 سم، مع بقاء ملاحظة مهمة وهي أن الدائرة ليست مستقرة بنسبة 100%.
مواضيع تساعدك على تطوير كاشف المعادن
أسئلة شائعة حول كاشف المعادن بترانزستورين BC547
لا. ملف 30 سم و36 لفة كان ملف التجربة الأولى بالفعل، مع نقطة مشتركة بعد اللفة 18. وفي الجزء الثاني تم صنع ملف آخر مختلف من 14 لفة بهدف إجراء تجربة جديدة وزيادة المعرفة حول تأثير الملف.
الملف المستخدم في الجزء الثاني قطره حوالي 30 سم ويتكون من 14 لفة، مع إخراج السلك المشترك بعد اللفة السابعة، أي 7 لفات + 7 لفات.
تستخدم المقاومة المتغيرة 50K للوصول إلى مجال الضبط الأساسي، بينما أضيفت المقاومة المتغيرة 5K لإجراء ضبط أكثر دقة حول نقطة التردد التي تصبح عندها استجابة المعدن أكثر وضوحاً.
المكثف 104 يساوي 100 نانوفاراد، بينما المكثف 103 يساوي 10 نانوفاراد. وفي النسخة الثانية استخدمنا 104 بدلاً من المكثف 1nF الذي تم استخدامه في التجربة السابقة.
وصلت استجابة النسخة المعدلة في الاختبار المعروض إلى نحو 40 سم. وهذه نتيجة التجربة وليست ضماناً لعمق ثابت مع جميع المعادن، لأن الأداء يتأثر بالهدف والملف والضبط واستقرار الدائرة وظروف الاختبار.
لا. التجربة أظهرت أن الدائرة ليست مستقرة بنسبة 100%، وهذا أمر يجب أخذه في الاعتبار عند تنفيذ هذا المشروع البسيط أو مقارنة نتائجه بدوائر أخرى.
بساطة المكونات تجعلها تجربة إلكترونية مناسبة لفهم عمل الملف والترانزستورات والمكثفات والمعايرة، لكن النتيجة تعتمد بدرجة كبيرة على دقة التنفيذ والملف ونقطة الضبط.
الخلاصة: لماذا كان الجزء الثاني مهماً؟
الجزء الثاني من مشروع صنع كاشف معادن بترانزستورين BC547 يوضح أهمية عدم التوقف عند أول نسخة تعمل من الدائرة.
ففي الجزء الأول استخدمنا ملفاً قطره 30 سم وعدد لفاته 36 لفة، وكانت تلك تجربة صحيحة ومهمة في مراحل تطوير المشروع.
وفي الجزء الثاني انتقلنا إلى ملف جديد بالقطر نفسه تقريباً ولكن بعدد 14 لفة، مع إخراج السلك المشترك بعد اللفة السابعة، كما تم استخدام مكثف 104 = 100nF مع المكثف 103 = 10nF، وإضافة مقاومة متغيرة 5K إلى نظام المعايرة الذي يعتمد على 50K.
أظهرت التجربة أن الجهاز يستطيع الاستجابة للمعادن، ووصلت المسافة الملاحظة في الاختبار إلى نحو 40 سم، لكننا لاحظنا أيضاً أن الدائرة ليست مستقرة بنسبة 100%.
وهذه النتيجة مهمة بقدر أهمية العمق نفسه، لأن الهدف من المشروع هو عرض ما يحدث فعلياً أثناء التجربة، ومواصلة تعديل الملف والقيم والضبط للوصول إلى فهم أفضل للعلاقة بين الملف والتردد والمكثفات والمعايرة وحساسية كاشف المعادن.
يمكنك الرجوع إلى فهرس المدونة لمشاهدة المزيد من دوائر كاشف المعادن، طرق صنع الملفات، ضبط التردد والتجارب العملية.
فتح فهرس كاشف المعادن