Wykrywacz metalu z indukcją impulsową na bazie Arduino: 5 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

Jest to stosunkowo prosty wykrywacz metalu o doskonałych parametrach.

Krok 1: Zakres pokrycia

Ten wykrywacz może wykryć małą metalową monetę z odległości 15 centymetrów i większe metalowe przedmioty do 40-50 cm

Krok 2: Wprowadzenie

Systemy indukcji impulsowej (PI) wykorzystują pojedynczą cewkę jako nadajnik i odbiornik. Ta technologia wysyła potężne, krótkie impulsy (impulsy) prądu przez cewkę drutu. Każdy impuls generuje krótkie pole magnetyczne. Kiedy impuls się kończy, pole magnetyczne zmienia polaryzację i bardzo nagle zapada się, powodując ostry elektryczny impuls. Ten skok trwa kilka mikrosekund i powoduje przepływ kolejnego prądu przez cewkę. Prąd ten nazywany jest impulsem odbitym i jest niezwykle krótki, trwa tylko około 30 mikrosekund. Następnie wysyłany jest kolejny impuls i proces się powtarza. Jeśli kawałek metalu znajdzie się w zasięgu linii pola magnetycznego, cewka odbiorcza może wykryć zmianę zarówno amplitudy, jak i fazy odbieranego sygnału. Wielkość zmiany amplitudy i zmiany fazy jest wskaźnikiem rozmiaru i odległości metalu i może być również stosowana do rozróżniania metali żelaznych i nieżelaznych.

Krok 3: Budowanie

Znalazłem dobry przykład detektora PI na stronie N. E. C. O. projektowanie. Ten wykrywacz metalu to symbioza Arduino i Androida. W Sklepie Play można pobrać darmową wersję aplikacji „Spirit PI”, która jest w pełni funkcjonalna, ale można też kupić wersję pro, która ma kilka świetnych opcji. Komunikacja między smartfonem a Arduino odbywa się za pomocą modułu Bluetooth HC 05, ale można użyć dowolnego adaptera Bluetooth, na którym trzeba zmienić szybkość transmisji na 115200. Oryginalny schemat przedstawia powyższy rysunek.

Krok 4: Zmodyfikowany obwód

Dokonałem kilku drobnych modyfikacji oryginalnego schematu w celu ulepszenia funkcji urządzenia. W miejsce rezystora 150-omowego umieściłem potencjometr trymera o wartości 47 Kohmów. Ten trymer reguluje prąd płynący przez cewkę. Zwiększając jego wartość, zwiększa się prąd płynący przez cewkę i wzrasta czułość urządzenia. Druga modyfikacja to potencjometr 100kOhm zamiast rezystora 62k w oryginale. Tym trimerem ustawiamy na Arduino napięcie około 4,5V na wejście A0, ponieważ zauważyłem, że dla różnych wzmacniaczy operacyjnych i napięć roboczych wartość tego rezystora powinna być inna.

W tym konkretnym przypadku do zasilania urządzenia używam 4 baterii litowo-jonowych połączonych szeregowo, więc napięcie jest większe niż 15v. Ponieważ Arduino akceptuje maksymalnie napięcie wejściowe 12V, umieściłem stabilizator na 5V (7805) montowany na małym radiatorze do zasilania Arduino bezpośrednio do pinu +5v.

Krok 5: Cewka

Cewka wykonana jest z izolowanego drutu miedzianego o średnicy 0,4 mm i zawiera 25 zwojów w kształcie koła o średnicy 19 centymetrów. cewka (elementy mają być sklejone klejem i to bez śrub)

Jak widać na filmie, małą metalową monetę można wykryć w odległości 10-15 centymetrów, podczas gdy większy metalowy przedmiot 30-40 centymetrów i więcej. To doskonałe wyniki, biorąc pod uwagę, że wykonanie i ustawienie urządzenia jest stosunkowo proste.