Arduino metal detektor: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Arduino er en open source computerhardware- og softwarevirksomhed, projekt og brugerfællesskab, der designer og producerer single-board mikrokontroller og mikrokontroller-kits til at bygge digitale enheder og interaktive objekter, der kan sanse og styre objekter i den fysiske og digitale verden.

I denne Instructable skal vi lave en metaldetektor. PS: Dette er ikke beregnet til begyndere i alt.

En metaldetektor er et elektronisk instrument, der registrerer tilstedeværelsen af metal i nærheden. Metaldetektorer er nyttige til at finde metalindeslutninger gemt inde i genstande eller metalgenstande begravet under jorden.

Men den metaldetektor, vi skal lave, vil ikke være nyttig i faktiske tilfælde, det er bare for sjov og læring.

Trin 1: Materialer påkrævet

1. Arduino Nano
2. Spole
3. 10 nF kondensator
4. Pizo Buzzer
5. 1k modstand
6. 330 Ohm modstand
7. LED
8. 1N4148 Diode
9. Brødbræt
10. Jumper Wires
11. 9V batteri

Trin 2: Kredsløbsdiagram

Vi har brugt en Arduino Nano til at kontrollere hele dette metaldetektorprojekt. En LED og summer bruges som metaldetektionsindikator. En spole og kondensator bruges til påvisning af metaller. En signaldiode bruges også til at reducere spændingen. Og en modstand til begrænsning af strømmen til Arduino -stiften.

Når et metal kommer tæt på spolen, ændrer spolen dets induktans. Denne ændring i induktans afhænger af metaltypen. Det falder for ikke-magnetisk metal og stiger for ferromagnetiske materialer som jern. Afhængigt af spolens kerne ændrer induktansværdien sig drastisk. I figuren herunder kan du se induktorer med luftkerne, i disse induktorer vil der ikke være nogen fast kerne. De er dybest set spoler tilbage i luften. Strømningsmediet for magnetfelt genereret af induktoren er intet eller luft. Disse induktorer har induktanser af meget mindre værdi.

Disse induktorer bruges, når der er behov for værdier for få microHenry. For værdier større end få milliHenry er disse ikke egnede. I figuren herunder kan du se en induktor med ferritkerne. Disse ferritkerneinduktorer har en meget stor induktansværdi.

Husk, at spolen, der er viklet her, er en luftkernet, så når et metalstykke bringes nær spolen, fungerer metalstykket som en kerne for luftinduktoren. Ved at dette metal fungerer som en kerne, ændres eller stiger spolens induktans betydeligt. Med denne pludselige stigning i spolens induktans ændres den samlede reaktans eller impedans af LC -kredsløbet med en betydelig mængde sammenlignet uden metalstykket.

Trin 3: Hvordan fungerer det?

Arbejdet med denne Arduino metal detektor er lidt vanskelig. Her leverer vi blokbølgen eller pulsen, genereret af Arduino, til LR højpasfilteret. På grund af dette genereres korte pigge af spolen i hver overgang. Pulslængden af de genererede pigge er proportional med spolens induktans. Så ved hjælp af disse Spike -pulser kan vi måle spolens induktans. Men her er det svært at måle induktans præcist med de pigge, fordi disse pigge er af meget kort varighed (ca. 0,5 mikrosekunder), og det er meget svært at måle af Arduino.

Så i stedet for dette brugte vi en kondensator, der oplades af den stigende puls eller stigning. Og det krævede få pulser for at oplade kondensatoren til det punkt, hvor dens spænding kan aflæses af Arduino analog pin A5. Derefter læste Arduino spændingen på denne kondensator ved hjælp af ADC. Efter aflæsning af spænding aflades kondensatoren hurtigt ved at lave capPin pin som output og indstille den til lav. Hele denne proces tager omkring 200 mikrosekunder at fuldføre. For et bedre resultat gentager vi målingen og tager et gennemsnit af resultaterne. Sådan kan vi måle den omtrentlige induktans af spole. Efter at have fået resultatet overfører vi resultaterne til LED og summer for at registrere tilstedeværelsen af metal. Kontroller den komplette kode, der er angivet i slutningen af denne artikel, for at forstå arbejdet.

Komplet Arduino -kode er angivet i slutningen af denne artikel. I programmeringen af en del af dette projekt har vi brugt to Arduino -ben, en til at generere blokbølger, der skal fødes i spole og den anden analoge pin til at aflæse kondensatorspænding. Bortset fra disse to ben har vi brugt yderligere to Arduino -ben til at forbinde LED og summer. Du kan kontrollere den komplette kode og demonstrationsvideo af Arduino Metal Detector herunder. Du kan se, at når det opdager noget metal, begynder LED og summer at blinke meget hurtigt.

Trin 4: Kodningstid

Oprindeligt udgivet på Circuit Digest Af Saddam