Detector de metalls Arduino: 4 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Arduino és una empresa, projecte i comunitat d’usuaris de maquinari i programari de codi obert que dissenya i fabrica kits de microcontroladors i microcontroladors de placa única per construir dispositius digitals i objectes interactius que puguin detectar i controlar objectes del món físic i digital.

En aquest instructiu, farem un detector de metalls. PD: No està pensat per a principiants.

Un detector de metalls és un instrument electrònic que detecta la presència de metall a prop. Els detectors de metalls són útils per trobar inclusions metàl·liques amagades dins d’objectes o objectes metàl·lics enterrats sota terra.

Però el detector de metalls que farem no serà útil en casos reals, és només per divertir-se i aprendre.

Pas 1: materials necessaris

1. Arduino Nano
2. Bobina
3. Condensador de 10 nF
4. Pizo Buzzer
5. 1k resistència
6. Resistència de 330 Ohm
7. LED
8. 1N4148 Diodo
9. Taula de pa
10. Filferros de pont
11. Bateria de 9V

Pas 2: diagrama del circuit

Hem utilitzat un Arduino Nano per controlar tot aquest projecte de detector de metalls. Com a indicador de detecció de metalls s’utilitzen LED i Buzzer. S'utilitza una bobina i un condensador per a la detecció de metalls. També es fa servir un díode de senyal per reduir la tensió. I una resistència per limitar el corrent al pin Arduino.

Quan qualsevol metall s’acosta a la bobina, la bobina canvia la seva inductància. Aquest canvi d’inductància depèn del tipus de metall. Disminueix per als metalls no magnètics i augmenta per als materials ferromagnètics com el ferro. Segons el nucli de la bobina, el valor de la inductància canvia dràsticament. A la figura següent es poden veure els inductors amb nucli d’aire, en aquests inductors no hi haurà nucli sòlid. Bàsicament són bobines que queden a l’aire. El mitjà de flux de camp magnètic generat per l’inductor no és res ni aire. Aquests inductors tenen inductàncies de molt menys valor.

Aquests inductors s’utilitzen quan es necessiten valors de pocs microHenry. Per a valors superiors a pocs milliHenry, aquests no són adequats. A la figura següent es pot veure un inductor amb nucli de ferrita. Aquests inductors de nucli de ferrita tenen un valor d’inductància molt gran.

Recordeu que la bobina que s’enrotlla aquí és amb un tub d’aire, de manera que quan s’apropa una peça metàl·lica a la bobina, la peça metàl·lica actua com a nucli de l’inductor de tub d’aire. En fer aquest metall com a nucli, la inductància de la bobina canvia o augmenta considerablement. Amb aquest sobtat augment de la inductància de la bobina, la reactància o impedància general del circuit LC canvia considerablement quan es compara sense la peça metàl·lica.

Pas 3: Com funciona?

El treball d’aquest detector de metalls Arduino és una mica complicat. Aquí proporcionem l’ona de bloc o el pols, generat per Arduino, al filtre de pas alt LR. A causa d'això, la bobina generarà pics curts en cada transició. La longitud del pols de les puntes generades és proporcional a la inductància de la bobina. Així, amb l’ajut d’aquests impulsos Spike podem mesurar la inductància de la bobina. Però aquí és difícil mesurar la inductància precisament amb aquestes puntes perquè aquestes puntes tenen una durada molt curta (aproximadament 0,5 microsegons) i això és molt difícil de mesurar per Arduino.

Per tant, en lloc d’això, hem utilitzat un condensador carregat pel pols o pujada ascendent. I va requerir pocs polsos per carregar el condensador fins al punt en què es pot llegir la seva tensió mitjançant el pin analògic A5 d’Arduino. A continuació, Arduino va llegir el voltatge d’aquest condensador mitjançant ADC. Després de llegir el voltatge, el condensador es descarrega ràpidament fent pin capPin com a sortida i posant-lo a baix. Tot aquest procés triga uns 200 microsegons a completar-se. Per obtenir un resultat millor, repetim la mesura i obtenim una mitjana dels resultats. Així és com podem mesurar la inductància aproximada de la bobina. Després d’obtenir el resultat, transferim els resultats al LED i al brunzidor per detectar la presència de metall. Consulteu el codi complet que apareix al final d’aquest article per entendre el funcionament.

El codi Arduino complet apareix al final d’aquest article. En la programació de part d’aquest projecte, hem utilitzat dos pins Arduino, un per generar ones de bloc que s’alimenten en bobina i un segon pin analògic per llegir la tensió del condensador. A part d’aquests dos pins, hem utilitzat dos pins Arduino més per connectar LED i buzzer. A continuació, podeu consultar el codi complet i el vídeo de demostració del detector de metalls Arduino. Podeu veure que cada vegada que detecta una mica de metall, el LED i el Buzzer comencen a parpellejar molt ràpidament.

Pas 4: temps de codificació

Publicat originalment al Circuit Digest de Saddam