Detector de metale Arduino: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Arduino este o companie, proiect și comunitate de utilizatori de hardware și software pentru calculatoare open source care proiectează și produce microcontrolere cu o singură placă și kituri de microcontrolere pentru construirea de dispozitive digitale și obiecte interactive care pot detecta și controla obiecte din lumea fizică și digitală.

În acest instructabil, vom face un detector de metale. PS: Acest lucru nu este destinat începătorilor.

Un detector de metale este un instrument electronic care detectează prezența metalului în apropiere. Detectoarele de metale sunt utile pentru a găsi incluziuni de metal ascunse în obiecte sau obiecte de metal îngropate sub pământ.

Dar detectorul de metale pe care îl vom face nu va fi util în cazuri reale, este doar pentru distracție și învățare.

Pasul 1: Materiale necesare

1. Arduino Nano
2. Bobina
3. 10 nF Condensator
4. Pizo Buzzer
5. Rezistor 1k
6. Rezistor de 330 Ohm
7. LED
8. 1N4148 Diodă
9. Pană de pâine
10. Sârme jumper
11. Baterie de 9V

Pasul 2: Diagrama circuitului

Am folosit un Arduino Nano pentru controlul întregului proiect al detectorului de metale. Un indicator LED și Buzzer sunt utilizate ca indicator de detectare a metalelor. O bobină și un condensator sunt folosiți pentru detectarea metalelor. O diodă de semnal este, de asemenea, utilizată pentru a reduce tensiunea. Și un rezistor pentru limitarea curentului la pinul Arduino.

Când orice metal se apropie de bobină, bobina își schimbă inductanța. Această modificare a inductanței depinde de tipul de metal. Scade pentru metalul nemagnetic și crește pentru materialele feromagnetice precum fierul. În funcție de miezul bobinei, valoarea inductanței se schimbă drastic. În figura de mai jos puteți vedea inductoarele cu miez de aer, în aceste inductoare, nu va exista miez solid. Practic sunt bobine lăsate în aer. Mediul de curgere al câmpului magnetic generat de inductor nu este nimic sau aer. Acești inductori au inductanțe de foarte mică valoare.

Acești inductori sunt utilizați atunci când este nevoie de valori de puțini microHenry. Pentru valori mai mari de câteva milliHenry acestea nu sunt potrivite. În figura de mai jos puteți vedea un inductor cu miez de ferită. Acest inductor de miez de ferită are o valoare de inductanță foarte mare.

Amintiți-vă că bobina înfășurată aici este una cu miez de aer, astfel încât atunci când o piesă metalică este adusă lângă bobină, piesa de metal acționează ca un miez pentru inductorul cu miez de aer. Prin acest metal care acționează ca un miez, inductanța bobinei se modifică sau crește considerabil. Odată cu această creștere bruscă a inductanței bobinei, reactanța totală sau impedanța circuitului LC se schimbă cu o cantitate considerabilă în comparație fără piesa de metal.

Pasul 3: Cum funcționează?

Funcționarea acestui detector de metale Arduino este puțin dificilă. Aici oferim unda de bloc sau impulsul, generat de Arduino, la filtrul de trecere înaltă LR. Datorită acestui fapt, vârfurile scurte vor fi generate de bobină în fiecare tranziție. Lungimea impulsului vârfurilor generate este proporțională cu inductanța bobinei. Deci, cu ajutorul acestor impulsuri Spike putem măsura inductanța bobinei. Dar aici este dificil să se măsoare inductanța exact cu acele vârfuri, deoarece aceste vârfuri au o durată foarte scurtă (aproximativ 0,5 microsecunde) și este foarte dificil să fie măsurat de Arduino.

Deci, în loc de aceasta, am folosit un condensator care este încărcat de impulsul sau creșterea. Și a necesitat câteva impulsuri pentru a încărca condensatorul până la punctul în care tensiunea acestuia poate fi citită de pinul analogic Arduino A5. Apoi Arduino a citit tensiunea acestui condensator folosind ADC. După citirea tensiunii, condensatorul s-a descărcat rapid făcând pin capPin ca ieșire și setându-l la scăzut. Întregul proces durează aproximativ 200 de microsecunde. Pentru un rezultat mai bun, repetăm măsurarea și am luat o medie a rezultatelor. Așa putem măsura inductanța aproximativă a bobinei. După obținerea rezultatului, transferăm rezultatele către LED și buzzer pentru a detecta prezența metalului. Verificați codul complet dat la sfârșitul acestui articol pentru a înțelege funcționarea.

Codul Arduino complet este dat la sfârșitul acestui articol. În programarea unei părți a acestui proiect, am folosit doi pini Arduino, unul pentru generarea undelor de bloc care trebuie alimentate în bobină și al doilea pin analogic pentru a citi tensiunea condensatorului. În afară de acești doi pini, am folosit încă doi pini Arduino pentru conectarea LED-urilor și a soneriei. Puteți verifica codul complet și videoclipul demonstrativ al detectorului de metale Arduino de mai jos. Puteți vedea că ori de câte ori detectează ceva metal, LED-ul și buzzer-ul încep să clipească foarte repede.

Pasul 4: Timp de codare

Publicat inițial pe Circuit Digest de Saddam