Arduino detektor metala: 4 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Arduino je kompanija za računarski 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 početnicima.

Detektor metala je elektronički instrument koji detektira prisutnost metala u blizini. Detektori metala su korisni 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 Buzzer
5. 1k Resistor
6. 330 Ohm Resistor
7. LED
8. 1N4148 Dioda
9. Breadboard
10. Džemper žice
11. 9V baterija

Korak 2: Dijagram kola

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 detekciju 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 feromagnetne materijale poput željeza. Ovisno o jezgri zavojnice, vrijednost induktivnosti se drastično mijenja. Na donjoj slici možete vidjeti induktor sa zračnim punjenjem, u tim induktorima neće biti čvrsto jezgro. 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 induktori se koriste kada su potrebne vrijednosti od nekoliko mikroHenry. Za vrijednosti veće od nekoliko miliHenry one nisu prikladne. Na donjoj slici možete vidjeti induktor sa feritnom jezgrom. Ovi induktori s feritnim jezgrom imaju vrlo veliku vrijednost induktiviteta.

Upamtite da je namotaj zavojnice ovdje sa zračnom jezgrom, pa kada se metalni komad približi zavojnici, metalni komad djeluje kao jezgra za induktor sa zračnim punjenjem. Kako ovaj metal djeluje kao jezgra, induktivnost 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 je pomalo lukav. Ovdje LR visokopropusnom filtru dajemo blok val ili impuls, generiran od strane Arduina. Zbog toga će zavojnica stvarati kratke šiljke pri svakom prijelazu. Dužina impulsa generiranih šiljaka proporcionalna je induktivnosti zavojnice. Dakle, uz pomoć ovih Spike impulsa možemo mjeriti induktivitet zavojnice. Ali ovdje je teško točno izmjeriti induktivnost s tim šiljcima jer su ti šiljci vrlo kratkog trajanja (približno 0,5 mikrosekundi), a to je Arduino vrlo teško izmjeriti.

Umjesto ovoga, koristili smo kondenzator koji se puni rastućim impulsom ili šiljkom. I bilo je potrebno nekoliko impulsa za punjenje kondenzatora do tačke u kojoj se njegov napon može očitati preko Arduino analognog pina A5. Zatim je Arduino očitao napon ovog kondenzatora pomoću ADC -a. Nakon očitavanja napona, kondenzator se brzo prazni postavljanjem pin pin -a kao izlaza i postavljanjem na nisko. Za cijeli ovaj proces potrebno je oko 200 mikrosekundi. Za bolji rezultat, ponovili smo mjerenje i uzeli prosjek rezultata. Tako možemo izmjeriti približni induktivitet zavojnice. Nakon što dobijemo rezultat, prenosimo rezultate na LED diodu i zujalicu kako bismo otkrili prisutnost metala. Provjerite potpunu šifru datu na kraju ovog članka da biste razumjeli rad.

Potpuni 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 Arduino detektora metala možete provjeriti u nastavku. Možete vidjeti da kad god otkrije metal, LED dioda i zujalica počinju vrlo brzo treptati.

Korak 4: Vrijeme kodiranja

Prvobitno objavljeno na Circuit Digest -u od Sadama