Arduino detektor metala: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Arduino je tvrtka za računalni hardver i softver otvorenog koda, projekt i korisnička zajednica koja dizajnira i proizvodi jednokrilne mikrokontrolere i komplete mikrokontrolera za izgradnju digitalnih uređaja i interaktivnih objekata koji mogu osjetiti i kontrolirati objekte u fizičkom i digitalnom svijetu.

U ovom Instructableu napravit ćemo detektor metala. PS: Ovo nije namijenjeno totalnim početnicima.

Detektor metala je elektronički instrument koji detektira prisutnost metala u blizini. Detektori metala korisni su za pronalaženje metalnih inkluzija skrivenih unutar objekata ili metalnih predmeta zakopanih pod zemljom.

Ali detektor metala koji ćemo napraviti neće biti koristan u stvarnim slučajevima, samo za zabavu i učenje.

Korak 1: Potrebni materijali

1. Arduino Nano
2. Zavojnica
3. 10 nF kondenzator
4. Pizo zujalica
5. 1k otpornik
6. Otpornik od 330 ohma
7. LED
8. 1N4148 Dioda
9. Oglasna ploča
10. Žice za kratkospojnike
11. 9V baterija

Korak 2: Dijagram kruga

Koristili smo Arduino Nano za kontrolu cijelog ovog projekta detektora metala. LED i zujalica koriste se kao indikator otkrivanja metala. Zavojnica i kondenzator koriste se za otkrivanje metala. Signalna dioda se također koristi za smanjenje napona. I otpornik za ograničavanje struje na Arduino pin.

Kad se bilo koji metal približi zavojnici, zavojnica promijeni svoju induktivnost. Ova promjena induktivnosti ovisi o vrsti metala. Smanjuje se za nemagnetski metal, a povećava se za feromagnetske materijale poput željeza. Ovisno o jezgri zavojnice, vrijednost induktivnosti se drastično mijenja. Na donjoj slici možete vidjeti induktore sa zračnim punjenjem, u tim induktorima neće biti čvrste jezgre. To su u osnovi zavojnice ostavljene u zraku. Medij protoka magnetskog polja koji stvara induktor nije ništa ili zrak. Ovi induktori imaju induktivitete vrlo male vrijednosti.

Ovi se induktori koriste kada su potrebne vrijednosti od nekoliko mikroHenry. Za vrijednosti veće od nekoliko miliHenry one nisu prikladne. Na donjoj slici možete vidjeti induktor s feritnom jezgrom. Ovaj induktor feritne jezgre ima vrlo veliku vrijednost induktiviteta.

Upamtite da je zavojnica namotana ovdje sa zračnom jezgrom, pa kad se metalni komad približi zavojnici, metalni komad djeluje kao jezgra za induktor sa zračnom jezgrom. Time što ovaj metal djeluje kao jezgra, induktivitet zavojnice se značajno mijenja ili povećava. S ovim naglim povećanjem induktivnosti zavojnice ukupna reaktancija ili impedancija LC kruga mijenja se za znatnu količinu u usporedbi bez metalnog komada.

Korak 3: Kako to funkcionira?

Rad ovog Arduino detektora metala pomalo je kompliciran. Ovdje LR visokopropusnom filtru dajemo blok val ili impuls, generiran od strane Arduina. Zbog toga će zavojnica stvarati kratke šiljke u svakom prijelazu. Duljina impulsa generiranih šiljaka proporcionalna je induktivnosti zavojnice. Dakle, uz pomoć ovih Spike impulsa možemo mjeriti induktivitet zavojnice. No ovdje je teško točno izmjeriti induktivnost s tim šiljcima jer su ti šiljci vrlo kratkog trajanja (približno 0,5 mikrosekundi) i to je vrlo teško izmjeriti pomoću Arduina.

Stoga smo umjesto ovoga koristili kondenzator koji se puni rastućim impulsom ili šiljkom. I bilo je potrebno nekoliko impulsa za punjenje kondenzatora do točke gdje se njegov napon može očitati pomoću Arduino analognog pina A5. Zatim je Arduino očitao napon ovog kondenzatora pomoću ADC -a. Nakon očitavanja napona, kondenzator se brzo prazni postavljanjem capPin pina kao izlaza i postavljanjem na nisko. Cijeli ovaj proces traje oko 200 mikrosekundi. Za bolji rezultat, ponovili smo mjerenje i uzeli prosjek rezultata. Tako možemo izmjeriti približni induktivitet zavojnice. Nakon dobivanja rezultata rezultate prenosimo na LED diodu i zujalicu kako bismo otkrili prisutnost metala. Provjerite potpuni kôd naveden na kraju ovog članka da biste razumjeli funkcioniranje.

Cjeloviti Arduino kôd dan je na kraju ovog članka. U programskom dijelu ovog projekta koristili smo dva Arduino pina, jedan za generiranje blok valova za napajanje u zavojnici i drugi analogni pin za očitavanje napona kondenzatora. Osim ova dva pina, koristili smo još dva Arduino pina za povezivanje LED -a i zujalice. Kompletan kôd i demonstracijski video zapis detektora metala Arduino možete provjeriti u nastavku. Možete vidjeti da kad god otkrije neki metal LED i zujalica počinju vrlo brzo treptati.

Korak 4: Vrijeme kodiranja

Izvorno objavljeno na Circuit Digest -u od Sadama