Detektor kovů Arduino: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:23

Arduino je open source počítačová hardwarová a softwarová společnost, projektová a uživatelská komunita, která navrhuje a vyrábí jednodeskové mikrokontroléry a sady mikrokontrolérů pro stavbu digitálních zařízení a interaktivních objektů, které dokážou snímat a ovládat objekty ve fyzickém a digitálním světě.

V tomto Instructable vyrobíme detektor kovů. PS: Toto není určeno pro úplné začátečníky.

Detektor kovů je elektronický přístroj, který detekuje přítomnost kovu v okolí. Detektory kovů jsou užitečné při hledání kovových vměstků skrytých uvnitř předmětů nebo kovových předmětů zakopaných pod zemí.

Ale detektor kovů, který vyrobíme, nebude ve skutečných případech užitečný, je to jen pro zábavu a učení.

Krok 1: Požadované materiály

1. Arduino Nano
2. Cívka
3. 10 nF kondenzátor
4. Pizo bzučák
5. 1k odpor
6. Rezistor 330 ohmů
7. VEDENÝ
8. Dioda 1N4148
9. Prkénko
10. Propojovací dráty
11. 9V baterie

Krok 2: Schéma zapojení

Pro ovládání celého tohoto projektu detektoru kovů jsme použili Arduino Nano. Jako indikátor detekce kovů se používá LED a bzučák. Pro detekci kovů se používá cívka a kondenzátor. Pro snížení napětí se také používá signální dioda. A odpor pro omezení proudu na pin Arduino.

Když se jakýkoli kov přiblíží k cívce, cívka změní svou indukčnost. Tato změna indukčnosti závisí na typu kovu. U nemagnetických kovů klesá a u feromagnetických materiálů, jako je železo, roste. V závislosti na jádru cívky se hodnota indukčnosti drasticky mění. Na obrázku níže vidíte vzduchem plněné induktory, v těchto induktorech nebude žádné pevné jádro. Jsou to v podstatě cívky ponechané ve vzduchu. Médiem toku magnetického pole generovaného induktorem není nic nebo vzduch. Tyto induktory mají indukčnost velmi nízké hodnoty.

Tyto induktory se používají v případě potřeby hodnot několika mikroHenry. Pro hodnoty větší než několik miliHenry nejsou tyto vhodné. Na obrázku níže vidíte induktor s feritovým jádrem. Tyto induktory s feritovým jádrem mají velmi velkou hodnotu indukčnosti.

Pamatujte, že zde navinutá cívka je vzduchová, takže když se kovový kus přiblíží k cívce, kovový kus funguje jako jádro pro vzduchovou cívku. Tímto kovem působícím jako jádro se indukčnost cívky výrazně mění nebo zvyšuje. S tímto náhlým zvýšením indukčnosti cívky se celková reaktance nebo impedance LC obvodu značně změní ve srovnání bez kovového dílu.

Krok 3: Jak to funguje?

Práce s tímto detektorem kovů Arduino je trochu složitá. Zde poskytujeme blokovou vlnu nebo puls generovaný Arduinem do horního propustného filtru LR. Díky tomu budou cívky při každém přechodu generovat krátké hroty. Délka pulzu generovaných hrotů je úměrná indukčnosti cívky. Takže pomocí těchto Spikových impulzů můžeme změřit indukčnost cívky. Zde je však obtížné přesně měřit indukčnost pomocí těchto špiček, protože tyto hroty mají velmi krátké trvání (přibližně 0,5 mikrosekundy) a to je velmi obtížné měřit Arduinem.

Místo toho jsme použili kondenzátor, který je nabitý stoupajícím impulzem nebo špičkou. A k nabití kondenzátoru do bodu, kdy jeho napětí lze přečíst analogovým pinem Arduino A5, bylo zapotřebí několik impulsů. Poté Arduino přečetlo napětí tohoto kondenzátoru pomocí ADC. Po odečtení napětí se kondenzátor rychle vybije tak, že jako výstup nastaví pin capPin a nastaví jej na nízkou hodnotu. Celý tento proces trvá přibližně 200 mikrosekund. Pro lepší výsledek opakujeme měření a vezmeme průměr výsledků. Tak můžeme změřit přibližnou indukčnost cívky. Po získání výsledku přeneseme výsledky do LED a bzučáku, abychom detekovali přítomnost kovu. Chcete -li porozumět fungování, zkontrolujte kompletní kód uvedený na konci tohoto článku.

Úplný kód Arduino je uveden na konci tohoto článku. V programovací části tohoto projektu jsme použili dva piny Arduino, jeden pro generování blokových vln pro napájení v cívce a druhý analogový pin pro čtení napětí kondenzátoru. Kromě těchto dvou kolíků jsme pro připojení LED a bzučáku použili další dva piny Arduino. Níže si můžete zkontrolovat kompletní kód a demonstrační video detektoru kovů Arduino. Vidíte, že kdykoli detekuje nějaký kov, LED a bzučák začne velmi rychle blikat.

Krok 4: Čas kódování

Původně publikováno na Circuit Digest Saddam