Danas je nabavljen elektronički dio metal detektora oznake GC-1020. Riječ je o kineskom proizvodu koji se posljednjih desetak godina uz oznaku GC-1020 prodaje pod različitim trgovačkim markama (Gold Century, Lafayette, Aneken, American Hawks Explorer II, Bresser, Treker, Yuema i slično) i može se nabaviti po cijenama cca 50-150 eura.

Nećemo ulaziti u ocjene kvalitete ovog metal detektora za profesionalnu upotrebu jer je danas iz različitih internetskih recenzija teško razlučiti koje su objektivne, koje subjektivne, a koje su sponzorske ili reklamne. Tako ovaj detektor neke stranice opisuju kao “kinesko smeće”, druge ga svrstavaju u višu srednju klasu, a neke ga stranice ubrajaju u 10 najboljih metal detektora 2023. godine.

S obzirom da se radi o prilično popularnom modelu, za metal detektor GC-1020 lako možete naći korisničke upute i osnovne tehničke podatke. Ukratko ćemo samo reći kako bi ovaj metal detektor trebao biti sposoban detektirati metal veličine kovanice zakopan do 18 cm u zemlji. Također, ima mogućnost selekcije na koji tip metala će reagirati i selekcije na koji opseg dubina će reagirati. Tako se može selektirati šest predefiniranih odziva na najčešće (otpadne ili izgubljene) metalne predmete koji završe plitko u zemlji:

• komadi željeza ili željezni limovi – također, isti odziv kao hrđavo željezo može imati i srebro
• kovanica od 5 centi (bakar, nikal) – također, isti odziv mogu imati i oblici poput malih zlatnih prstena
• metalni otvarač na limenkama pića – također, isti odziv mogu imati i oblici poput malih zlatnih prstena
• S-CAPS (metalni čep od staklenih boca) – također, isti odziv mogu imati i oblici poput zlatnih prstena srednje veličine
• kovanica 1 cent (bakar, cink) – također, isti odziv mogu imati i oblici poput nepravilnih grumena zlata
• kovanica 25 centi (bakar, srebro) – također, isti odziv mogu imati i veći aluminijski novčići

Već iz ovog opisa vidimo da se ne mogu sa sigurnošću razdvojiti odzivi koji daju plemeniti metali od onih koje daje željezo, aluminij i slični uobičajeni (otpadni) metali u zemlji. Zato je vjerojatno najbolje detektor metala koristi u ALL METAL načinu gdje će reagirati na sve metale. No, ukoliko je teren jako zagađen otpadnim neplemenitim metalima, može se koristiti opcija DISC kojom se iz detekcije isključuje neželjeni metalni odziv ili opcija NOTCH kojom se iz detekcije isključuje jedna ili više predefiniranih kategorija metala. Kod posljednje dvije opcije u slušalicama se čuju tri različite visine tonova ovisno o detektiranoj vrsti metala. Uređaj ima i relativnu indikaciju dubine na kojoj je otkriven metalni predmet veličine novčića.

Općenito o detektorima metala već smo pisali u objavi METROTECH model 220A pa se ovdje nećemo ponavljati. Danas su najrašireniji induktivni tipovi detektori metala koji se po principu rada mogu razdijeliti u dvije osnovne kategorije: detektori sa kontinuiranom sinusnom pobudom (CW-Continous Wave ili FD-Frequency Domain) i detektori sa impulsnom pobudom (PI-Pulse Induction ili TD-Time Domain). Naš GC-1020 spada u prvu kategoriju, kontinuirana pobuda.

Detektori sa kontinuiranom sinusnom pobudom imaju dvije odvojene zavojnice, predajnu i prijemnu. Predajna zavojnica se pobuđuje izmjeničnom strujom i ista stvara promjenjivo magnetsko polje. Ukoliko se u tom polju nađe neki metalni predmet u njemu će se inducirati vrtložne struje. Ove struje generiraju svoje (sekundarno) magnetsko polje koje se zatim detektira prijemnom zavojnicom.

Kod ovih detektora je važna geometrijska izvedba zavojnica jer treba postići što bolje potiskivanje izravnog međudjelovanja odašiljačke i prijemne zavojnice (koje cijelo vrijeme istovremeno i kontinuirano rade) kako bi  prijemna zavojnica bila osjetljiva samo na sekundarno magnetsko polje koje dolazi od metala, a ne i na primarno odašiljačko magnetsko polje od predajne zavojnice. Tu nema univerzalnog pravila nego se na različitim vrstama tla bolja potiskivanja postižu različitim izvedbama zavojnica jednako kao što se s druge strane različitim izvedbama zavojnice dobivaju i različite osjetljivosti i preciznosti detekcije različitih metala. Koliko smo vidjeli po slikama čitavog detektora, uz naš GC-1020 dolazi koncentrična izvedba zavojnica, vanjska (predajna) promjera 20-25 cm, a unutrašnja (prijemna) promjera 12-16 cm.

Detektori sa kontinuiranom pobudom mogu koristiti jednu ili više pobudnih frekvencija. Detektori sa više frekvencija koriste obično dvije ili tri frekvencije, no neke posebne izvedbe koriste i do 28 frekvencija. Detektor GC-1020 koristi jednu frekvenciju na 6,6 kHz. Zavojnica čini dio kruga oscilatora te smo testiranjem našli da ona za naš detektor mora biti induktiviteta oko 30 mH da bi se dobila navedena frekvencija titrajnog kruga. Inače, frekvencija pobudne struje kod različitih metal detektora uobičajeno je u rasponu  30 Hz do 100 kHz, a optimalna frekvencija ovisi o izvedbi zavojnica, vrsti i veličini metala koji želimo detektirati, očekivanoj dubini na kojoj se metal nalazi te značajkama tla.

Napon koji će sekundarno magnetsko polje inducirati u prijemnoj zavojnici ovisi o niz faktora; od jačine pobude, preko vrste, dimenzija i položaja metala do karakteristika i značajki tla u kojem se metal nalazi. Pojedini metali prilikom induciranja svojeg sekundarnog napona mijenjaju fazu i oblikuju amplitudu primarnog pobudnog napona na neki svojstveni način. Na temelju tih inače vrlo malih promjena faze i amplitude sekundarnog napona induciranog na prijemnoj zavojnici može se dobiti informacija o vrsti i veličini metala koji je detektiran, no tu je potrebno osigurati vrlo veliku preciznost i stabilnost faze pobudnog signala jer se isti onda pri tome koristi i kao referentni signal.  Naravno, sama metoda detekcije vrste metala zasniva se na usporedbi izmjerenih podataka sa nekom bazom ranije izmjerenih podataka gdje je prepoznat neki svojstveni potpis metala gleda veličine frekvencijskog pomaka, no ne treba ovdje očekivati potpunu točnost detekcije jer na promjenu faze sekundarnog polja utječu i drugi faktori, u prvom redu vrsta tla. Detektori sa više pobudnih frekvencija mogu biti točniji u prepoznavanju odziva različitih objekata, niže frekvencije su bolje za detekciju većih i feromagnetskih objekata te za veće dubine, dok su više frekvencije pogodnije za manje i dobro vodljive metale.

Kod detektora sa kontinuiranom pobudom lakše je izvesti tzv. diskriminacijske krugove koji analiziraju odzivni signal i prepoznaju o kojoj vrsti metala se vjerojatno radi. No to svakako nisu jednostavni sklopovi i osim toga točnost prepoznavanja signala ovisi i o kvaliteti samih baza signala. Ovo zapravo i najviše utječe na cijenu i kvalitetu metal detektora. Za dobru funkciju diskriminacije kod metal detektora potrebno je dobro projektiranje i podešavanje svih krugova čemu prethode istraživanja i mjerenja stvarnih odziva pojedinih metala s obzirom na njihov oblik i veličinu te ovisno o vrsti i dubini tla u kojem se nalaze. Vjerojatno i najbolji detektori nisu posve pouzdani u diskriminaciji neželjenih od željenih (plemenitih) metala.

Detektor metala GC-1020 se bazira na mikrokontroleru i još deset drugih integriranih krugova. Tako da barem po složenosti ugrađenih sklopova svakako prelazi razinu onih najjeftinijih i najjednostavnijih (dječjih) metal detektora, a realno prelazi i mogućnosti nečega što bi mogli sami napraviti u elektroničkoj samogradnji.

• U1 – TL064C (STMicroelectronics) – četiri JFET operacijska pojačala
• U2 – NE5534P (Texas Instruments) – niskošumno operacijsko pojačalo za audio frekvencijski opseg
• U3 – HEF4053BT (Nexperia) – tri SPDT analogne sklopke
• U4 – TL064C (STMicroelectronics) – četiri JFET operacijska pojačala
• U5 – HEF4024BT (Nexperia) – 7-stupanjski binarni brojač
• U6 – LM339 (STMicroelectronics) – četiri naponska komparatora
• U7 – TL062C (STMicroelectronics) – dva JFET operacijska pojačala
• U8 – TL062C (STMicroelectronics) – dva JFET operacijska pojačala
• U9 – CD4016BM (Texas Instruments) – četiri bilateralne analogne sklopke
• U10 – LM393 (STMicroelectronics) – dva naponska komparatora
• U11 – HT46R23 (Holtek) – mikrokontroler (4 MHz)

Bez elektroničke sheme ne možemo saznati nešto više o ovom našem detektoru metala. Uspjeli smo identificirati pinove za priključak zavojnica na 5-polnom DIN konektoru, znamo da predajna zavojnica mora imati induktivitet oko 30 mH i promjer 20-25 cm. Inače, ove zavojnice se mogu kupiti i zasebno no cijena im je vrlo blizu cijeni kompletnog detektora.

Kako god bilo, treba biti svjestan činjenice da metal detektori nisu neke savršene i čarobne naprave koje će vam točno i precizno detektirati gdje je pod zemljom zakopano zlato i srebro. Treba biti dobro upoznat sa načinom rada, mogućnostima i ograničenjima takve detekcije te je potrebna obuka i vježba glede pravilnog rada sa takvim detektorima. Lažne detekcije ili izostanak detekcije redovne su pojave, a funkcija diskriminacije je ograničena različitim faktorima. Kad bi sve bilo tako jednostavno kako navode neke reklame, onda bi već odavno svi plemeniti metali bili izvađeni iz zemlje. Kod traženja blaga, unatoč svoj modernoj tehnologiji, još uvijek najveći faktor uspjeha otpada na čistu sreću 🙂