„Arduino“metalo detektorius: 4 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

„Arduino“yra atviro kodo kompiuterinės techninės ir programinės įrangos įmonė, projektas ir vartotojų bendruomenė, kurianti ir gaminanti vienos plokštės mikrovaldiklius ir mikrovaldiklių rinkinius, skirtus skaitmeniniams įrenginiams ir interaktyviems objektams, galintiems suvokti ir valdyti fizinio ir skaitmeninio pasaulio objektus, kurti.

Šioje instrukcijoje mes pagaminsime metalo detektorių. PS: Tai nėra skirta visiškai pradedantiesiems.

Metalo detektorius yra elektroninis prietaisas, kuris aptinka metalo buvimą šalia. Metalo detektoriai yra naudingi ieškant metalo intarpų, paslėptų objektuose, arba metalinių daiktų, palaidotų po žeme.

Tačiau metalo detektorius, kurį ketiname pagaminti, nebus naudingas realiais atvejais, jis skirtas tik linksmybėms ir mokymuisi.

1 žingsnis: reikalingos medžiagos

1. Arduino Nano
2. Ritė
3. 10 nF kondensatorius
4. „Pizo Buzzer“
5. 1k rezistorius
6. 330 omų rezistorius
7. LED
8. 1N4148 Diodas
9. Bandomoji Lenta
10. Trumpieji laidai
11. 9 V baterija

2 žingsnis: grandinės schema

Visam metalo detektoriaus projektui valdyti naudojome „Arduino Nano“. Šviesos diodas ir garsinis signalas naudojami kaip metalo aptikimo indikatorius. Ritė ir kondensatorius naudojami metalams aptikti. Signalinis diodas taip pat naudojamas įtampai sumažinti. Ir rezistorius, skirtas apriboti srovę iki „Arduino“kaiščio.

Kai bet koks metalas priartėja prie ritės, ritė keičia savo induktyvumą. Šis induktyvumo pokytis priklauso nuo metalo tipo. Jis sumažėja nemagnetinio metalo ir padidėja feromagnetinių medžiagų, tokių kaip geležis. Priklausomai nuo ritės šerdies, induktyvumo vertė smarkiai pasikeičia. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti orą turinčias induktyvumas, šiuose induktyvumuose nebus vientisos šerdies. Iš esmės jie yra ore likusios ritės. Induktoriaus sukuriamas magnetinio lauko srauto terpė yra niekas arba oras. Šie induktoriai turi labai mažos vertės induktyvumą.

Šie induktoriai naudojami, kai reikia kelių mikroHenry verčių. Jei vertės yra didesnės nei keli milijardai, tai netinka. Žemiau esančiame paveikslėlyje galite pamatyti induktorių su ferito šerdimi. Šie ferito šerdies induktoriai turi labai didelę induktyvumo vertę.

Prisiminkite, kad čia suvyniota ritė yra su oru, todėl, kai metalinė detalė priartinama prie ritės, metalinis gabalas veikia kaip oras su indų induktoriumi. Kadangi šis metalas veikia kaip šerdis, ritės induktyvumas kinta arba žymiai padidėja. Staiga padidėjus ritės induktyvumui, bendras LC grandinės reaktyvumas arba varža labai pasikeičia, palyginti su metalo gabalu.

3 žingsnis: kaip tai veikia?

Šio „Arduino“metalo detektoriaus darbas yra šiek tiek sudėtingas. Čia mes teikiame „Arduino“sukurtą blokinę bangą arba impulsą LR aukšto dažnio filtrui. Dėl šios priežasties ritė kiekviename perėjime sukurs trumpus šuolius. Sukurtų smaigalių impulsų ilgis yra proporcingas ritės induktyvumui. Taigi, naudodami šiuos „Spike“impulsus, galime išmatuoti ritės induktyvumą. Tačiau čia sunku tiksliai išmatuoti induktyvumą su šiais smaigaliais, nes tie smaigai yra labai trumpi (maždaug 0,5 mikrosekundės) ir tai labai sunku išmatuoti „Arduino“.

Taigi vietoj to mes panaudojome kondensatorių, kuris įkraunamas kylančiu impulsu ar smaigaliu. Kondensatoriui įkrauti iki taško, kuriame jo įtampą galima nuskaityti naudojant „Arduino“analoginį kaištį A5, prireikė kelių impulsų. Tada Arduino nuskaitė šio kondensatoriaus įtampą naudodamas ADC. Perskaičius įtampą, kondensatorius greitai išsikrovė, išvesdamas „capPin“kaištį ir nustatydamas žemą. Visas šis procesas užtrunka apie 200 mikrosekundžių. Norėdami gauti geresnį rezultatą, mes pakartojame matavimą ir paėmėme rezultatų vidurkį. Taip galime išmatuoti apytikslę ritės induktyvumą. Gavę rezultatą, mes perkeliame rezultatus į šviesos diodą ir garso signalą, kad nustatytume metalo buvimą. Patikrinkite visą kodą, pateiktą šio straipsnio pabaigoje, kad suprastumėte, kaip veikia.

Visas „Arduino“kodas pateikiamas šio straipsnio pabaigoje. Programuodami šio projekto dalį, mes panaudojome du „Arduino“kaiščius, vieną blokų bangoms generuoti, kurie bus tiekiami ritėje, ir antrą analoginį kaištį kondensatoriaus įtampai nuskaityti. Išskyrus šiuos du kaiščius, mes panaudojome dar du „Arduino“kaiščius, skirtus prijungti šviesos diodus ir garsinį signalą. Žemiau galite patikrinti visą „Arduino“metalo detektoriaus kodą ir demonstracinį vaizdo įrašą. Matote, kad kai tik aptinka metalą, šviesos diodas ir garsinis signalas pradeda labai greitai mirksėti.

4 žingsnis: kodavimo laikas

Iš pradžių paskelbta „Circuit Digest“, Saddam