Detektor ng metal na Arduino

Ang Metal Detector ay isang aparatong pangseguridad na ginagamit para sa pagtuklas ng mga metal na maaaring mapanganib, sa iba't ibang mga lugar tulad ng Paliparan, mga shopping mall, sinehan, atbp Dati ay gumawa kami ng isang napakasimpleng Metal detector nang walang isang microcontroller, ngayon ay binubuo namin ang Metal Detector gamit ang Arduino. Sa proyektong ito, gagamit kami ng isang coil at capacitor na responsable para sa pagtuklas ng mga metal. Dito namin ginamit ang isang Arduino Nano upang maitayo ang proyektong metal detector na ito. Ito ay napaka-kagiliw-giliw na proyekto para sa lahat ng mga mahilig sa electronics. Kung saan man nakakita ang detektor na ito ng anumang metal na malapit dito, ang buzzer ay nagsisimulang mabilis na beep.

Mga Kinakailangan na Bahagi:

Ang mga sumusunod ay ang mga bahagi na kakailanganin mong bumuo ng isang simpleng DIY metal detector gamit ang Arduino. Ang lahat ng mga sangkap na ito ay dapat na madaling magagamit sa iyong lokal na hardware shop.

1. Arduino (anumang)
2. Coil
3. 10nF capacitor
4. Buzzer
5. Ang 1k resistor
6. 330-ohm risistor
7. LED
8. 1N4148 diode
9. Breadboard o PCB
10. Pagkonekta sa jumper wire
11. 9v Baterya

Paano gumagana ang isang metal detector?

Tuwing ang ilang kasalukuyang dumadaan sa likid, bumubuo ito ng isang magnetic field sa paligid nito. At ang pagbabago sa magnetic field ay bumubuo ng isang electric field. Ngayon alinsunod sa batas ni Faraday, dahil sa larangan ng Elektrisidad na ito, isang boltahe ang bubuo sa kabuuan ng likaw na tumututol sa pagbabago ng magnetic field at iyan ang paraan ng pagpapaunlad ng Coil ng Inductance, nangangahulugang ang nabuong boltahe ay sumasalungat sa pagtaas sa kasalukuyang. Ang unit ng Inductance ay si Henry at ang pormula upang masukat ang Inductance ay:

L = (μ _ο * N ² * A) / l Kung saan, L- Inductance sa Henry μο- Permeability, ang 4π * 10 ^-7 para sa Air N- Bilang ng mga liko A- Inner Core Area (2r ²) sa m ² l - Ang haba ng Coil sa metro

Kapag ang anumang metal ay malapit sa likid at binago ng coil ang inductance nito. Ang pagbabago sa inductance na ito ay nakasalalay sa uri ng metal. Bumababa ito para sa di-magnetikong metal at nagdaragdag para sa mga materyales na ferromagnetic tulad ng iron.

Depende sa core ng coil, ang halaga ng inductance ay nagbabago nang husto. Sa figure sa ibaba maaari mong makita ang mga naka-cored na inductor, sa mga inductor na ito, walang solidong core. Karaniwan silang mga coil na naiwan sa hangin. Ang daluyan ng daloy ng magnetic field na nabuo ng inductor ay wala o hangin. Ang mga inductors na ito ay may mga inductance na napakabawas ng halaga.

Ang mga inductors na ito ay ginagamit kapag ang pangangailangan para sa mga halaga ng ilang microHenry. Para sa mga halagang higit sa kaunting milliHenry ang mga ito ay hindi angkop. Sa figure sa ibaba maaari mong makita ang isang inductor na may ferrite core. Ang mga Ferrite Core inductor na ito ay may napakalaking halaga ng inductance.

Tandaan na ang sugat ng likaw dito ay isang naka-cored, kaya kapag ang isang piraso ng metal ay dinala malapit sa likid, ang piraso ng metal ay gumaganap bilang isang core para sa naka-cored na inductor. Sa pamamagitan ng metal na ito na kumikilos bilang isang core, ang inductance ng coil ay nagbabago o tumataas nang malaki. Sa biglaang pagtaas ng inductance na likid na ito ang pangkalahatang reaktibo o impedance ng LC circuit ay nagbabago ng isang malaking halaga kung ihahambing nang wala ang piraso ng metal.

Kaya dito sa Arduino Metal Detector Project na ito, kailangan nating hanapin ang inductance ng coil upang makita ang mga metal. Kaya upang gawin ito ginamit namin ang LR circuit (Resistor-Inductor Circuit) na nabanggit na namin. Dito sa circuit na ito, gumamit kami ng isang coil na mayroong paligid ng 20 liko o paikot-ikot na may 10cm diameter. Gumamit kami ng isang walang laman na tape roll at iikot ang kawad sa paligid nito upang gawin ang likid.

Diagram ng Circuit:

Gumamit kami ng isang Arduino Nano para sa pagkontrol ng buong ito sa Metal Detector Project. Ang isang LED at Buzzer ay ginagamit bilang tagapagpahiwatig ng pagtuklas ng metal. Ang isang Coil at capacitor ay ginagamit para sa pagtuklas ng mga metal. Ginagamit din ang isang signal diode para sa pagbawas ng boltahe. At isang risistor para sa paglilimita sa kasalukuyang sa Arduino pin.

Paggawa ng Paliwanag:

Ang pagtatrabaho ng Arduino Metal Detector na ito ay medyo nakakalito. Dito ibinibigay namin ang block wave o pulso, na binuo ni Arduino, sa LR high pass filter. Dahil dito, ang mga maikling spike ay malilikha ng coil sa bawat paglipat. Ang haba ng pulso ng nabuong mga spike ay proporsyonal sa inductance ng coil. Kaya sa tulong ng mga Spike pulses na ito, masusukat natin ang inductance ng Coil. Ngunit narito mahirap sukatin ang inductance nang tumpak sa mga spike na iyon dahil ang mga spike na iyon ay napakakaikling tagal (tinatayang 0.5 microseconds) at napakahirap na masukat ng Arduino.

Kaya sa halip na ito, gumamit kami ng isang capacitor na sisingilin ng tumataas na pulso o spike. At ito ay nangangailangan ng ilang mga pulso upang singilin ang capacitor sa punto kung saan ang boltahe nito ay maaaring mabasa ng Arduino analog pin A5. Pagkatapos ay basahin ni Arduino ang boltahe ng capacitor na ito sa pamamagitan ng paggamit ng ADC. Matapos basahin ang boltahe, ang capacitor ay mabilis na pinalabas sa pamamagitan ng paggawa ng capPin pin bilang output at itatakda ito sa mababa. Ang buong proseso na ito ay tumatagal ng halos 200 microseconds upang makumpleto. Para sa mas mahusay na resulta, inuulit namin ang mga sukat at kumuha ng average ng mga resulta. Iyon ang paraan upang masusukat namin ang tinatayang inductance ng Coil. Matapos makuha ang resulta ay inililipat namin ang mga resulta sa LED at buzzer upang makita ang pagkakaroon ng metal. Suriin ang Kumpletong code na ibinigay sa pagtatapos ng Artikulo na ito upang maunawaan ang gumagana.

Ang kumpletong Arduino code ay ibinibigay sa pagtatapos ng Artikulo na ito. Sa bahagi ng programa ng proyektong ito, gumamit kami ng dalawang mga pin ng Arduino, isa para sa pagbuo ng mga block wave na pakainin sa Coil at pangalawang analog pin upang mabasa ang boltahe ng capacitor. Maliban sa dalawang pin na ito, gumamit kami ng dalawa pang Arduino pin para sa pagkonekta sa LED at buzzer.

Maaari mong suriin ang kumpletong code at Video ng Pagpapakita ng Arduino Metal Detector sa ibaba. Maaari mong makita na tuwing nakakakita ito ng ilang metal ang LED at Buzzer ay nagsisimulang kumurap nang napakabilis.