Arduino metallidetektor: 4 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

Arduino on avatud lähtekoodiga arvuti riist- ja tarkvaraettevõte, projekt ja kasutajate kogukond, kes kavandab ja toodab üheplaadilisi mikrokontrollereid ja mikrokontrollerikomplekte digitaalsete seadmete ja interaktiivsete objektide ehitamiseks, mis suudavad tajuda ja juhtida objekte füüsilises ja digitaalses maailmas.

Selles juhendis valmistame metallidetektori. PS: see pole mõeldud algajatele.

Metallidetektor on elektrooniline instrument, mis tuvastab metalli läheduses. Metallidetektorid on kasulikud esemete sisse peidetud metallide või maa alla maetud metallesemete leidmiseks.

Kuid metallidetektor, mille me teeme, ei ole tegelikel juhtudel kasulik, see on lihtsalt lõbu ja õppimise jaoks.

Samm: vajalikud materjalid

1. Arduino Nano
2. Spiraal
3. 10 nF kondensaator
4. Pizosummer
5. 1k takisti
6. 330 oomi takisti
7. LED
8. 1N4148 Diood
9. Leivalaud
10. Jumper juhtmed
11. 9V aku

Samm: vooluahela skeem

Oleme selle metallidetektori projekti juhtimiseks kasutanud Arduino Nano. Metalli tuvastamise indikaatorina kasutatakse LED -i ja helisignaali. Metallide tuvastamiseks kasutatakse mähist ja kondensaatorit. Pinge vähendamiseks kasutatakse ka signaaldioodi. Ja takisti voolu piiramiseks Arduino tihvtiga.

Kui mõni metall jõuab mähise lähedale, muudab mähis oma induktiivsust. See induktiivsuse muutus sõltub metalli tüübist. See väheneb mittemagnetilise metalli puhul ja suureneb ferromagnetiliste materjalide, näiteks raua puhul. Sõltuvalt mähise südamikust muutub induktiivsuse väärtus drastiliselt. Alloleval joonisel näete õhukese südamikuga induktiivpoolid, nendes induktiivpoolides ei ole tahket südamikku. Põhimõtteliselt on need õhku jäetud poolid. Induktiivpooli tekitatud magnetvälja voolukeskkond on mitte midagi või õhk. Nendel induktiivpoolidel on induktiivsus väga väike.

Neid induktiivpoole kasutatakse juhul, kui on vaja väheste mikroHenry väärtuste väärtusi. Väärtuste puhul, mis on suuremad kui mõned milliHenry, ei ole need sobivad. Alloleval joonisel näete ferriitsüdamikuga induktiivpooli. Nendel ferriitsüdamiku induktiivpoolidel on väga suur induktiivsus.

Pidage meeles, et siin mähitud mähis on õhust südamik, nii et kui pooli lähedale tuuakse metallitükk, toimib metalltükk õhust südamikuga induktiivpooli südamikuna. Kuna see metall toimib südamikuna, muutub mähise induktiivsus või suureneb see märkimisväärselt. Selle mähise induktiivsuse järsu suurenemise korral muutub LC -ahela üldine reaktsioonivõime või takistus märkimisväärselt, kui võrrelda seda ilma metallita.

3. samm: kuidas see toimib?

Selle Arduino metallidetektori töö on natuke keeruline. Siin pakume Arduino poolt genereeritud plokilaine või impulsi LR kõrgepääsfiltrile. Seetõttu tekitab mähis igal üleminekul lühikesi naelu. Tekkinud naelu impulsi pikkus on võrdeline pooli induktiivsusega. Nii saame nende Spike -impulsside abil mõõta mähise induktiivsust. Kuid siin on raske induktiivsust täpselt mõõta nende naastudega, kuna need naastud on väga lühikese kestusega (umbes 0,5 mikrosekundit) ja seda on Arduino poolt väga raske mõõta.

Nii et selle asemel kasutasime kondensaatorit, mida laeb tõusev impulss või teravik. Ja see nõudis vähe impulsse, et laadida kondensaator punkti, kus selle pinget saab lugeda Arduino analoogpistiku A5 abil. Seejärel luges Arduino selle kondensaatori pinget, kasutades ADC -d. Pärast pinge lugemist tühjenes kondensaator kiiresti, muutes väljundiks capPin tihvti ja seadistades selle madalaks. Kogu see protsess võtab aega umbes 200 mikrosekundit. Parema tulemuse saamiseks kordame mõõtmist ja võtsime tulemuste keskmise. Nii saame mõõta mähise ligikaudset induktiivsust. Pärast tulemuse saamist kanname tulemused metalli olemasolu tuvastamiseks üle LED -ile ja summerile. Töö mõistmiseks kontrollige käesoleva artikli lõpus toodud täielikku koodi.

Arduino täielik kood on toodud selle artikli lõpus. Selle projekti programmeerimise osas oleme kasutanud kahte Arduino tihvti, millest üks genereerib plokilaineid, mida toidetakse mähises, ja teine analoogpinge kondensaatori pinge lugemiseks. Peale nende kahe tihvti oleme LED -i ja helisignaali ühendamiseks kasutanud veel kahte Arduino tihvti. Allpool saate vaadata Arduino metallidetektori täielikku koodi ja näidisvideot. Näete, et kui mõni metall tuvastab, hakkavad LED ja helisignaal väga kiiresti vilkuma.

4. samm: aja kodeerimine

Algselt avaldatud saidil Circuit Digest Saddam