Arduino metalldetektor: 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Arduino er et åpen kildekode maskinvare- og programvareselskap, prosjekt og brukerfellesskap som designer og produserer single-board mikrokontrollere og mikrokontroller-sett for å bygge digitale enheter og interaktive objekter som kan sanse og kontrollere objekter i den fysiske og digitale verden.

I denne instruksen skal vi lage en metalldetektor. PS: Dette er ikke beregnet for totalt nybegynnere.

En metalldetektor er et elektronisk instrument som oppdager tilstedeværelse av metall i nærheten. Metaldetektorer er nyttige for å finne metallinneslutninger gjemt i gjenstander, eller metallgjenstander begravet under jorden.

Men metalldetektoren vi skal lage vil ikke være nyttig i faktiske tilfeller, det er bare for moro skyld og for å lære.

Trinn 1: Nødvendig materiale

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

Trinn 2: Kretsdiagram

Vi har brukt en Arduino Nano for å kontrollere hele dette metalldetektorprosjektet. En LED og summer brukes som metalldetekteringsindikator. En spole og kondensator brukes for deteksjon av metaller. En signaldiode brukes også for å redusere spenningen. Og en motstand for å begrense strømmen til Arduino -pinnen.

Når noe metall kommer nær spolen, endrer spolen sin induktans. Denne endringen i induktans avhenger av metalltypen. Det reduseres for ikke-magnetisk metall og øker for ferromagnetiske materialer som jern. Avhengig av spolen, endres induktansverdien drastisk. I figuren nedenfor kan du se luftkjernede induktorer, i disse induktorene vil det ikke være noen solid kjerne. De er i utgangspunktet spoler igjen i luften. Strømningsmediet for magnetfelt generert av induktoren er ingenting eller luft. Disse induktorene har induktanser av veldig mindre verdi.

Disse induktorene brukes når behovet for verdier for få microHenry. For verdier større enn få milliHenry er disse ikke passende. I figuren nedenfor kan du se en induktor med ferrittkjerne. Disse ferritkjerneinduktoren har veldig stor induktansverdi.

Husk at spiralsåret her er en luftkjernet, så når et metallstykke bringes nær spolen, fungerer metallstykket som en kjerne for luftkjernens induktor. Ved at dette metallet fungerer som en kjerne, endres eller øker spolens induktans betraktelig. Med denne plutselige økningen i spolenes induktans endres den totale reaktansen eller impedansen til LC -kretsen med en betydelig mengde sammenlignet uten metallstykket.

Trinn 3: Hvordan fungerer det?

Arbeidet med denne Arduino metalldetektoren er litt vanskelig. Her gir vi blokkbølgen eller pulsen, generert av Arduino, til LR høypassfilteret. På grunn av dette vil korte pigger bli generert av spolen i hver overgang. Pulslengden til de genererte piggene er proporsjonal med spolenes induktans. Så ved hjelp av disse Spike -pulser kan vi måle induktansen til Coil. Men her er det vanskelig å måle induktans nøyaktig med de piggene fordi piggene er av svært kort varighet (ca. 0,5 mikrosekunder) og det er veldig vanskelig å måle av Arduino.

Så i stedet for dette brukte vi en kondensator som lades av den stigende pulsen eller piggen. Og det krevde få pulser for å lade kondensatoren til et punkt der spenningen kan leses av Arduino analog pin A5. Deretter leste Arduino spenningen til denne kondensatoren ved å bruke ADC. Etter å ha lest spenning, ble kondensatoren raskt utladet ved å lage capPin -pin som utgang og sette den til lav. Hele denne prosessen tar rundt 200 mikrosekunder å fullføre. For bedre resultat gjentar vi måling og tar et gjennomsnitt av resultatene. Slik kan vi måle den omtrentlige induktansen til Coil. Etter å ha fått resultatet overfører vi resultatene til LED og summer for å oppdage tilstedeværelse av metall. Sjekk den komplette koden gitt på slutten av denne artikkelen for å forstå arbeidet.

Fullstendig Arduino -kode er gitt på slutten av denne artikkelen. I programmeringsdelen av dette prosjektet har vi brukt to Arduino -pinner, en for å generere blokkbølger som skal mates i spole og den andre analoge pinnen for å lese kondensatorspenning. Annet enn disse to pinnene, har vi brukt ytterligere to Arduino -pinner for tilkobling av LED og summer. Du kan sjekke hele koden og demonstrasjonsvideoen til Arduino Metal Detector nedenfor. Du kan se at når det oppdager noe metall, begynner LED og summer å blinke veldig raskt.

Trinn 4: Kodingstid

Opprinnelig publisert på Circuit Digest av Saddam