Arduino metalldetektor: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:46

Arduino är en öppen källkod, hårdvaru- och mjukvaruföretag, projekt och användargemenskap som designar och tillverkar enkortsmikrokontroller och mikrocontroller-kit för att bygga digitala enheter och interaktiva objekt som kan känna och styra objekt i den fysiska och digitala världen.

I denna instruktionsbok ska vi göra en metalldetektor. PS: Detta är inte avsett för totalt nybörjare.

En metalldetektor är ett elektroniskt instrument som detekterar närvaron av metall i närheten. Metaldetektorer är användbara för att hitta metallinneslutningar gömda i föremål eller metallföremål begravda under jorden.

Men metalldetektorn vi ska göra kommer inte att vara användbar i faktiska fall, det är bara för skojs skull och lärande.

Steg 1: Material som krävs

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

Steg 2: Kretsdiagram

Vi har använt en Arduino Nano för att styra hela detta metalldetektorprojekt. En LED och summer används som metalldetekteringsindikator. En spole och kondensator används för att upptäcka metaller. En signaldiod används också för att minska spänningen. Och ett motstånd för att begränsa strömmen till Arduino -stiftet.

När någon metall kommer nära spolen ändrar spolen dess induktans. Denna förändring i induktans beror på metalltypen. Det minskar för icke-magnetisk metall och ökar för ferromagnetiska material som järn. Beroende på spolens kärna ändras induktansvärdet drastiskt. I figuren nedan kan du se luftinduktorerna, i dessa induktorer kommer det inte att finnas någon fast kärna. De är i grunden spolar kvar i luften. Flödesmediet för magnetfält som genereras av induktorn är ingenting eller luft. Dessa induktorer har induktanser av mycket mindre värde.

Dessa induktorer används när behovet av värden för få microHenry. För värden som är större än några milliHenry är dessa inte lämpliga. I figuren nedan kan du se en induktor med ferritkärna. Dessa ferritkärninduktor har mycket stort induktansvärde.

Kom ihåg att lindningen här är en luftkärnig, så när ett metallstycke bringas nära spolen fungerar metallbiten som en kärna för induktorn för luftkärnan. Genom att denna metall fungerar som en kärna ändras eller ökar spolens induktans avsevärt. Med denna plötsliga ökning av spolens induktans ändras den totala reaktansen eller impedansen för LC -kretsen med en avsevärd mängd jämfört utan metallstycket.

Steg 3: Hur fungerar det?

Arbetet med denna Arduino metalldetektor är lite knepigt. Här tillhandahåller vi blockvåg eller puls, genererad av Arduino, till LR -högpassfiltret. På grund av detta kommer korta spikar att genereras av spolen vid varje övergång. Pulslängden på de genererade spikarna är proportionell mot spolens induktans. Så med hjälp av dessa Spike -pulser kan vi mäta spolens induktans. Men här är det svårt att mäta induktans exakt med de spikarna eftersom de spikarna är av mycket kort varaktighet (cirka 0,5 mikrosekunder) och det är mycket svårt att mäta av Arduino.

Så istället för detta använde vi en kondensator som laddas av den stigande pulsen eller spiken. Och det krävde få pulser för att ladda kondensatorn till den punkt där dess spänning kan avläsas av Arduino analoga stift A5. Sedan läste Arduino spänningen på denna kondensator med hjälp av ADC. Efter avläsning av spänning urladdades kondensatorn snabbt genom att göra capPin -stift som utgång och ställa in den på låg. Hela denna process tar cirka 200 mikrosekunder att slutföra. För bättre resultat upprepar vi mätningen och tar ett genomsnitt av resultaten. Det är så vi kan mäta den ungefärliga induktansen hos Coil. Efter att ha fått resultatet överför vi resultaten till lysdioden och summern för att upptäcka förekomst av metall. Kontrollera hela koden som anges i slutet av denna artikel för att förstå hur den fungerar.

Komplett Arduino -kod ges i slutet av denna artikel. Vid programmeringen av detta projekt har vi använt två Arduino -stift, en för att generera blockvågor som ska matas i spolen och den andra analoga stiftet för att läsa av kondensatorns spänning. Förutom dessa två stift har vi använt ytterligare två Arduino -stift för att ansluta LED och summer. Du kan se hela koden och demonstrationsvideon för Arduino Metal Detector nedan. Du kan se att när det upptäcker någon metall börjar lysdioden och summern att blinka mycket snabbt.

Steg 4: Kodningstid

Ursprungligen publicerad på Circuit Digest av Saddam