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HIGH TECH TOYS – WAS ENTWICKLER AUCH INTERESSIERT !
Ortungsgerät: Bosch PDO Multi:
Mit kalibrierungsfreiem Induktivsensor
Wissen, was
dahinter steckt!
Bild 1
Mehr als ein Leitungssucher: Das Ortungsgerät Bosch PDO Multi ortet
induktiv und kapazitiv in Wänden verborgene metallische und nichtmetallische Objekte.
Gewöhnliche induktive Sensoren detektieren Metall über eine Impedanz-Änderung (dZ) einer Sensorspule mit Grundimpedanz Z = i ωL. Der winzige Wert
des Quotienten |dZ/Z| (im ppmBereich!) solcher Sensoren erfordert
eine extrem präzise Absolutmessung
der Impedanz, die üblicherweise nicht
ganz ohne Temperaturdrift gelingt. Derartige Sensoren erfordern vor jeder
Messung eine lästige Kalibrierung.
Der Sensor des PDO Multi dagegen basiert auf dem Transformatorprinzip
(Bild 1). Er nutzt eine Primär- bzw. Erregerspule und Sekundär- bzw. Empfängerwindungen. Die Erregerspule wird
mit einem Wechselstrom bei 5 kHz
beschickt. Die Empfängerwindungen werden beim PDO durch Leiterzüge auf der
Platine gebildet (Bild 1 und 2).
Die Empfängerwindungen verlaufen teils
im (A) und teils entgegen (B) dem Uhrzeigersinn und sind so ausgelegt, dass sich
ohne metallisches Objekt für den „Transformator“ ein Koppelfaktor Null ergibt:
Die Induktionsspannungen in den Teilwindungen (A, B) des Empfangszweiges haben gleichen Betrag aber entgegengesetztes Vorzeichen, UA + UB = 0.
Metallische Objekte in der Nähe der Erregerspule führen zu einer Verformung der
magnetischen Feldlinien der Erregerspule
und dazu, dass die Summe der Induktionsspannungen Utotal = UA + UB ungleich Null
wird. Die Phasenlage von Utotal gibt Auskunft darüber, ob das detektierte Material magnetisch (z. B. Fe) oder nichtmagnetisch (z. B. Cu) ist.
Der Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es
von der Temperatur des Sensors praktisch
nicht abhängt und eine sehr hohe Empfindlichkeit ermöglicht.
Fertigungstoleranzen werden durch ein
System aus Korrektur-Leiterschleifen
ausgeglichen, die mittels Halbleiterschaltern zu den Sekundärwindungen
dazu und weggeschaltet werden können. An einem Shunt in Serie zur Erregerwicklung wird die temperaturinduzierte Änderung im Primärstrom
vermessen.
Der ATmega169 von Atmel als zentraler
Controller digitalisiert die drei
verstärkten Sensorsignale
˘ AUTOR
Siegfried W. Best,
Redaktion
elektronik industrie
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elektronik industrie 8/9 - 2007
˘
PDO Multi
Robert Bosch GmbH
Max-Lang-Str. 40-46
70711 Leinfelden-Echterdingen
˘
infoDIRECT
400ei0807
www.elektronik-industrie.de
˘ Link zu Bosch
˘ Link zum Datenblatt Atmel AT-
409ei0807
Mega169 μC
Technische Daten PDO Multi:
Abmessungen (H x B x T)
Ortung
205 x 85 x 34 mm
Metall, Stromkabel, Holz
Spannungserkennung
Maximale Material Messtiefe:
Stahl / Kupfer / Stromleitung / Holz
Bild 2
(50 / 60 Hz, induktiv und kapazitiv), führt
eine digitale Rauschfilterung durch und
stellt das Ergebnis übersichtlich als Balkenanzeige auf einem Segment-Display
dar. Ein gegebenenfalls durchgestrichenes Hufeisen zeigt den Metalltyp an.
Weitere Anzeigeelemente auf dem
Display sind Batteriezustand, die Ortungsmodi und die Stromspannung.
Der Leuchtring über dem Display
zeigt z. B. im Modus
Metall
elektronik industrie 8/9 - 2007
suchen farbig an, ob eine Stelle zum
Bohren geeignet ist (grün) oder nicht
(rot).
Die wesentlichen Daten des AVR-Mikrocontrollers ATmega 169 sind: 16KByte self-programming Flash Program Memory, 1-KByte SRAM, 512 Byte
EEPROM, 8-Kanal-l 10-bit ADC, JTAG Interface für on-chip-debug. 4 x 25 Seg-
Kalibrierung
ja
8 / 6 /4 / 2
automatisch
ment LCD-Treiber, bis zu 16 MIPS bei
16-MHz-Takt und 1,8 ... 5,5 Volt Betrieb.
Mit dem PDO Multi erhält der Heimwerker ein einfach zu bedienendes Ortungsgerät, das seine Aufgaben ohne
lästigen und fehlerträchtigen Kalibrierprozess erfüllt.
Empfohlener Verkaufspreis: 89,99 Euro
(inklusive Mehrwertsteuer).
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