Детектор за метал Arduino: 4 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Arduino е компютърна хардуерна и софтуерна компания с отворен код, проект и потребителска общност, която проектира и произвежда едноплатни микроконтролери и комплекти микроконтролери за изграждане на цифрови устройства и интерактивни обекти, които могат да усещат и контролират обекти във физическия и дигиталния свят.

В тази инструкция ще направим металдетектор. PS: Това не е предназначено за начинаещи.

Детекторът за метал е електронен инструмент, който открива наличието на метал в близост. Металотърсачите са полезни за намиране на метални включвания, скрити в обекти, или метални предмети, погребани под земята.

Но металдетекторът, който ще направим, няма да е полезен в реални случаи, а само за забавление и учене.

Стъпка 1: Необходими материали

1. Arduino Nano
2. Бобина
3. 10 nF кондензатор
4. Пизо зумер
5. 1k резистор
6. Резистор 330 ома
7. LED
8. 1N4148 диод
9. Платка
10. Джъмперни проводници
11. 9V батерия

Стъпка 2: Електрическа схема

Използвахме Arduino Nano за контрол на целия този проект за детектор на метал. LED и зумер се използват като индикатор за откриване на метал. Бобина и кондензатор се използват за откриване на метали. За намаляване на напрежението се използва и сигнален диод. И резистор за ограничаване на тока до щифта Arduino.

Когато всеки метал се доближи до бобината, намотката променя своята индуктивност. Тази промяна в индуктивността зависи от типа метал. Той намалява за немагнитните метали и се увеличава за феромагнитните материали като желязото. В зависимост от сърцевината на бобината, стойността на индуктивността се променя драстично. На фигурата по-долу можете да видите въздушни дросели, в тези индуктори няма да има твърдо ядро. Те са основно намотки, оставени във въздуха. Средата на потока на магнитното поле, генерирана от индуктора, е нищо или въздух. Тези индуктори имат индуктивности с много по -малка стойност.

Тези индуктори се използват, когато се нуждаят от стойности от няколко microHenry. За стойности, по -големи от няколко милиХенри, те не са подходящи. На долната фигура можете да видите индуктор с феритна сърцевина. Тези индуктори от феритна сърцевина имат много голяма стойност на индуктивност.

Не забравяйте, че намотката на бобината тук е с въздушно сърце, така че когато метално парче се доближи до бобината, металното парче действа като сърцевина за индуктора с въздушно сърцевина. Чрез този метал, действащ като сърцевина, индуктивността на бобината се променя или увеличава значително. С това внезапно увеличаване на индуктивността на намотката общото съпротивление или импеданс на LC веригата се променя със значителна сума в сравнение без металната част.

Стъпка 3: Как работи?

Работата на този детектор за метал Arduino е малко сложна. Тук ние предоставяме блоковата вълна или импулс, генериран от Arduino, към високочестотния филтър LR. Поради това при всеки преход намотката ще генерира къси шипове. Дължината на импулса на генерираните шипове е пропорционална на индуктивността на бобината. Така че с помощта на тези импулси на Спайк можем да измерим индуктивността на бобината. Но тук е трудно да се измери индуктивността точно с тези шипове, тъй като тези шипове са с много кратка продължителност (приблизително 0,5 микросекунди) и това е много трудно да се измери от Arduino.

Така че вместо това използвахме кондензатор, който се зарежда от нарастващия импулс или скок. И това изискваше няколко импулса за зареждане на кондензатора до точката, в която напрежението му може да бъде прочетено от аналоговия щифт A5 на Arduino. След това Arduino прочете напрежението на този кондензатор с помощта на ADC. След отчитане на напрежението, кондензаторът бързо се разрежда, като прави pinPin изход като изход и го настройва на ниско. Целият процес отнема около 200 микросекунди, за да завърши. За по -добър резултат повтаряме измерването и взехме средно от резултатите. Ето как можем да измерим приблизителната индуктивност на бобината. След като получим резултата, прехвърляме резултатите към светодиода и зумера, за да открием наличието на метал. Проверете пълния код, даден в края на тази статия, за да разберете работата.

Пълният код на Arduino е даден в края на тази статия. В програмиращата част на този проект сме използвали два пина Arduino, един за генериране на блокови вълни, които да се подават в бобина, а втори аналогов щифт за отчитане на напрежението на кондензатора. Освен тези два пина, използвахме още два Arduino щифта за свързване на LED и зумер. Можете да проверите пълния код и демонстрационното видео на Arduino Metal Detector по -долу. Можете да видите, че когато открие някакъв метал, светодиодът и зумерът започват да мигат много бързо.

Стъпка 4: Време за кодиране

Първоначално публикувано в Circuit Digest от Саддам