Witam,

Chciałem założyć nowy watek, w którym będzie można poruszyć temat detektorów Simultaneous multiferquency. Będziemy mieć za chwilę 3 flagowe maszyny o dość podobnych właściwościach. Warto przyjrzeć się im bliżej i porównać. Głównie chodzi mi o porównanie trybu multi, w różnych programach.

Więcej info za chwilę.

TAKTYK

#1

Myślę, że przy temacie detektorów multifrequency warto wiedzieć jak wygląda droga przetwarzania sygnałów, i jak to wygląda w czasie aż do usłyszenia sygnału audio, w słuchawkach. Warto wiedzieć choć trochę jak przetwarzany jest sygnał i jak to wygląda właśnie w czasie. Weźmiemy sobie 2f = 3kHz i 15kHz. Możemy mieć oczywiście inny lub szerszy zakres. Skupimy się na rozwiązaniu z tradycyjnymi układami tzw. detektorami synchronicznymi, później zajmiemy się demodulacją IQ.

Tak wygląda okno czasowe, w którym sygnał multifrequency pozwala nam na analizę amplitudy i fazy sygnału. Trwa mniej niż 500uS.



Czyli w ciągu 1 sekundy mamy możliwość analizy około... ? No właśnie ile. 500uS = 0.5mS = 0.0005 sekundy czyli w w ciągu 1 sekundy mamy możliwość analizy 2000 takich okien czasowych.

Warto o tym wiedzieć i to zapamiętać.

TAKTYK

#2

W tradycyjnym rozwiązaniu, bez demodulatora IQ, detektor zamienia sygnał odebrany na napięcie DC. W uproszczeniu można napisać, że jest to napięcie stałe, które zwiększa lub zmniejsza swoją wartość. Np. w przypadku detekcji przedmiotu kolorowego napięcie się zwiększa, w przypadku żelaza zmniejsza się. Naszym zadaniem jest wykryć te zmiany. W detektorze cyfrowym zastosujemy przetwornik ADC, który będzie próbkował-mierzył to napięcie, powiedzmy co 1mS.

Czyli w ciągu 1 sekundy wykonamy 1000 pomiarów. Przypominam, że okno czasowe sygnału multifrequency trwa 500uS czyli moglibyśmy taki sygnał próbkować jeszcze szybciej. Szybki przetwornik ADC pozwala na czas konwersacji Tcyc w czasie 3uS z czasem pomiędzy konwersacjami 5uS, czyli w ciągu 10uS mamy już zmierzony sygnał i dane są już przesłane do procesora.



Nie ma żadnego problemu z pomiarem takiego sygnału. Najmniejszego. Tak więc nie o częstotliwość, na której pracuje detektor tutaj chodzi. Nie jest także problemem przetwornik który z łatwością poradzi sobie z pomiarem nawet rozdzielonego sygnału na kilka f. Więc o co do licha może tutaj chodzić? Za chwilę do tego dojdziemy. Jednak wcześniej musimy omówić sobie jak analizowany jest sygnał a trybie statycznym i jak to wygląda w przypadku zastosowaniu filtrów.

TAKTYK

Interesująco się zaczyna.
Czekam na dalsze wprowadzenie w tajniki działania wykrywaczy.

A co to za 3 flagowe wieloczęstotliwościowce mają się nam ukazać?

Garrett APEX :) Będziemy mieć do porównania White's Spectra, ML Equinox i właśnie Garrett APEX. Reszta detektorów jest już w tym momencie przestarzała i nie liczy się w wyścigu :) Przynajmniej o najbardziej zaawansowany detektor multifrequency.

Spectra jest pionierem jeśli chodzi o sposób w jaki zrealizowano system multifrequency, wiadomo wcześniej był Fischer i ML ale te rozwiązania nie są już obecnie stosowane w nowych projektach.

TAKTYK

P.s Za chwilę o trybach i filtrach, wszystko po to żeby dojść do sensownych wniosków.

Dalej jest już tylko sprawa oprogramowania i filtry cyfrowe, które w nowoczesnym detektorze metali odgrywają rolę kluczową. Dokładnie to ich parametry określają jak detektor sygnalizuje cele - czy jest głęboki, czy szybki, etc. Porównajmy sobie charakterystyki dwóch filtrów 5Hz i 10Hz.

Filtr pierwszy 5Hz i drugi 10Hz, późna pora jutro omówimy sobie to dokładnie:

Zasadniczo detektor metali może pracować w dwóch trybach:
- statycznym i dynamicznym.

W trybie statycznym analizowany jest wzrost lub spadek napięcia, zmiany są powolne. W trybie dynamicznym konieczny jest ruch sondy ponieważ detektor używa filtrów pasmowych, których głównym zadaniem jest pozbycie się sygnałów wolnozmiennych i wydobycie sygnałów szybkozmiennych od metalu. Im niższa wartość częstotliwości środkowej filtra tym gorsze tłumienie sygnałów od gruntu. Jednak jak przypatrzymy się charakterystyce odpowiedzi filtra 5Hz to zobaczymy, że szczyt sygnału jest w granicach 170mS natomiast drugi filtr 10Hz ma szczyt w okolicach 100mS, czyli filtr o wyższej częstotliwości jest szybszy.



Dlaczego to jest ważne? Otóż układy dyskryminacji i identyfikacji oparte są właśnie na wyliczeniach VDI poprzez analizę szczytów sygnału kanałów X, Y.
Po wyzwoleniu sygnały detektor szuka najwyższej wartości sygnału, kiedy już znajdzie, parametry są porównywane i obliczana jest faza sygnału i dalej VDI. Po osiągnięciu szczytu sygnału dalszy pomiar nie jest potrzebny i jest przerywany. Biorąc pod uwagę taki sposób działania i okna pomiaru dla filtrów 5Hz i 10Hz można obliczyć, że w ciągu jednego ruchu sondą detektora w czasie 1 sekundy detektor może wykonać odpowiednio: dla filtra 5Hz 5.8 pełnych pomiarów a dla filtra 10Hz 10 pomiarów.

Oczywiście przykład algorytmu można w pewnym stopniu modyfikować, okno pomiaru można skracać lub wydłużać.

Próbkowanie takiego sygnału z filtrów nie różni się od próbkowania sygnału statycznego i przebiega na zasadzie którą opisałem już wcześniej. Jednak poza próbkowaniem mikrokontroler musi mieć jeszcze czas na obliczenia filtrów cyfrowych. W dużej mierze jakość i dobra skuteczność rozwiązania zależy od tego jak takie filtry są zaimplementowane. W każdym detektorze posiadającym kanały X, Y, na każdym z kanałów działa od 2-3 filtrów w kaskadzie.

Naturalnie nie ma potrzeby aż tak dokładnej analizy ale warto wiedzieć, że tylko od filtrów zależy sposób w jaki detektor metali sygnalizuje przedmioty. I czy jest to detektor pracujący na 1f czy 3f nie ma większego znaczenia. W detektorze multifrequency mamy co prawda 4 dodatkowe kaskady filtrów(dodatkowe częstotliwości) ale każdy nowoczesny mikrokontoler z FPU sobie z tym poradzi.

TAKTYK

Wykrywacz służy do wykrywania tak więc fbs , Multi-IQ , multi frq Spectry będzie jedynie narzędziem do wykrycia przedmiotu a co jeśli wykrywacz o jednej częstotliwości wykrywa po prostu lepiej ? więc może to zaawansowanie technologiczne to sztuka dla sztuki ? Może to taka tendencja że każda firma chce mieć multi bo konkurencja ma i trawa walka o rynek ?

Jakieś konkretne propozycje? :)

To nie jest sztuka do sztuki. Jest dużo opracowań, z których wynika że rozwiązania multifrequency lepiej radzą sobie np. z kompensacją gruntu i dają więcej informacji jeśli chodzi o VDI. Co nie znaczy, że można generalizować, po prostu trzeba porównać konkretne urządzenia i dojść do odpowiednich wniosków. To zawsze lepsze niż rozgłaszanie mylnych opinii, że detektory MF są wolniejsze od np. od detektorów anlogowych lub detektora pracującego na 1F. Ale trzeba porównać konkretne urządzenia...

Można sobie przecież wyobrazić, że sam projekt filtrów może być lepszy w detektorze 1F niż w MF. Jednak będzie to wynikało z samego projekty filtrów niż zależało od samego systemu w jakim działa detektor.

Jest chyba jakiś prestiż dla firmy, która opracowała urządzenie MF a konkurencja nadal takich nie ma. Marketing oczywiście też w tym jest.

I tak dalej.

TAKTYK

Jeszcze edit. do ostatniego rysunku, w którym przedstawiłem okno filtru.

Prędkość detekcji jest uzależniona od częstotliwości filtra ale od samego okna, w którym analizowany jest sygnał. Niektóre rozwiązania pozwalają regulować szerokość tego okna - W Spectra np. jest parametr Recovery Delay, który pozwala na jakby przerwanie pracy filtra i dzięki temu możliwa jest szybsza analiza kolejnych sygnałów.

W każdym bądź razie warto wiedzieć, że separacja zależy od częstotliwości filtra i np. dodatkowych funkcji jak wspomniana funkcja Recowery Delay.

Jak wygląda analiza takiego sygnału jeśli chodzi o tworzenie audio i VDI.

W dużym uproszeniu wygląda to tak. Detektor po wykryciu sygnału z filtra (wartości progowej threshold) zaczyna go śledzić i szuka szczytu sygnału. Następnie porównuje sygnał z dwóch kanałów X i Y i wylicza liczbę VDI. Dalej w oparciu o tę liczbę realizowana jest funkcja dyskryminacji klasycznej, wybiórczej, i tworzony jest ton audio - tone ID. Jednak najpierw jest VDI a dopiero później inne funkcjonalności.

TAKTYK

przykład:
whites mxt działający na14khz cewka d2 tryb coins , dwa cele łańcuszek złoty na 6 cm i nieduży depozyt monet miedzianych na 50cm oba cele w pełni wykrywalne i w pełni wychwytywalne
te same cele :
- minelab etrack - depot wykrywalny - łańcuszek absolutnie nie bo to nie wykrywacz na małe złoto
- eqinox - trzeba coś wybrać albo depozyt albo łańcuszek mimo to wcale nie lepiej niż mxt na obu celach
- spectra - depozyt jak najbardziej ( lubi depozyty ) - łańcuszek ciężko , praktycznie niewykrywalny nawet przy dopasowaniu ustawień i dobraniu cewki , generalnie w powietrzu to może by się udało ale w glebie rządzi mxt

oczywiście łatwo wyjaśnić czemu akurat w poszczególnych przypadkach tak jest , ale pytanie jest ogólne - sztuka dla sztuki ?
Ogólna opinia jest taka że fbs doskonale działa w zmineralizowanym gruncie , to mit - w gruncie takim jak np. 83 w skali mxt lepiej działają wykrywacze 1f oparte na trybach pseudo statycznych z identyfikacją - . Oczywiście ja wiem co jak działa z praktyki .

Czy mogą wystąpić sytuacje gdy kompensacja gruntu może "skonsumować" extremalnie słaby sygnał od słabego przewodnika?
Czy takie detektory multi-f z automatyczną kompensacją gruntu (nie ma opcji manualnej kontroli nad tym procesem przez użytkownika) mogą stawać się "ślepe" na niektóre cele?

FBS/BBS to już przestarzała nieco technologia a Multifrequency to nie wszystko. Ważne są jeszcze inne realizacje funkcji, w tym tak jak pisałem, ważna jest implementacja filtrów.

Tryb pseudostatyczny to też filtr górnoprzepustowy od 0.1-2Hz czyli mniej niż normalny wolny gruntowy filtr pasmowy, który przy szybszym przemiataniu nie radzi sobie z gruntem. Może być głęboki przy wolnym przemiataniu ale o dobrej separacji z takim filtrem raczej trzeba zapomnieć.

TAKTYK

Np. w trybach SALT może być potraktowany jak morski piach. Na podobnej zasadzie systemy śledzenia w normalnych detektorach mogą dostrajać się do złomu żelaznego, jeśli są to sygnały głębokie i wolnozmienne.

TAKTYK

Czyli systemy śledzenia są upośledzone :666 (szczególnie w śmietniku tudzież żelaznym "dywanie").

p.s. Ale to pewnie bardziej w dziale Rutusowym i pytanie do twórcy Altera.

Dlaczego Alter71 nie ma manualnej kompensacji gruntu?