Tự làm máy dò kim loại cảm ứng xung dựa trên Arduino: 5 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là một máy dò kim loại tương đối đơn giản với hiệu suất tuyệt vời.

Bước 1: Phạm vi phủ sóng

Máy dò này có thể phát hiện một đồng xu kim loại nhỏ ở khoảng cách 15 cm và các vật thể kim loại lớn hơn lên đến 40-50 cm

Bước 2: Giới thiệu

Hệ thống cảm ứng xung (PI) sử dụng một cuộn dây duy nhất làm cả máy phát và máy thu. Công nghệ này gửi các luồng điện (xung) mạnh và ngắn qua một cuộn dây. Mỗi xung tạo ra một từ trường ngắn. Khi xung kết thúc, từ trường đảo cực và giảm rất đột ngột, dẫn đến một đột biến điện mạnh. Sự đột biến này kéo dài vài micro giây và gây ra một dòng điện khác chạy qua cuộn dây. Dòng điện này được gọi là xung phản xạ và cực kỳ ngắn, chỉ kéo dài khoảng 30 micro giây. Một xung khác sau đó được gửi đi và quá trình lặp lại. Nếu một mảnh kim loại nằm trong phạm vi của đường sức từ, cuộn dây nhận có thể phát hiện ra sự thay đổi cả về biên độ và pha của tín hiệu nhận được. Mức độ thay đổi biên độ và thay đổi pha là một dấu hiệu cho kích thước và khoảng cách của kim loại, và cũng có thể được sử dụng để phân biệt giữa kim loại đen và kim loại màu.

Bước 3: Xây dựng

Tôi đã tìm thấy một ví dụ điển hình về máy dò PI trên trang web của N. E. C. O. các dự án. Máy dò kim loại này là sự cộng sinh của Arduino và Android. Trên Cửa hàng Play, bạn có thể tải xuống phiên bản miễn phí của ứng dụng "Spirit PI", có đầy đủ chức năng, nhưng bạn cũng có thể mua phiên bản chuyên nghiệp có một số tùy chọn tuyệt vời. Giao tiếp giữa điện thoại thông minh và Arduino được thực hiện bằng mô-đun Bluetooth HC 05, nhưng bạn có thể sử dụng bất kỳ bộ điều hợp Bluetooth nào mà bạn phải chuyển tốc độ truyền sang 115200. Sơ đồ ban đầu được đưa ra trong hình trên.

Bước 4: Mạch sửa đổi

Tôi đã thực hiện một số sửa đổi nhỏ đối với sơ đồ ban đầu để cải thiện các tính năng của thiết bị. Ở vị trí của một điện trở 150 ohm, tôi đặt một chiết áp trimer có giá trị 47 Kohms. Trimer này điều chỉnh dòng điện qua cuộn dây. Bằng cách tăng giá trị của nó, dòng điện qua cuộn dây tăng lên và độ nhạy của thiết bị tăng lên. Sửa đổi thứ hai là tông đơ nồi 100kOhm thay vì điện trở 62k nguyên bản. Với trimer này, chúng tôi đặt điện áp khoảng 4,5V cho đầu vào A0 trên Arduino, vì tôi nhận thấy rằng đối với các bộ khuếch đại hoạt động và điện áp hoạt động khác nhau, giá trị của điện trở này sẽ khác nhau.

Trong trường hợp cụ thể này, để cấp nguồn cho thiết bị, tôi sử dụng 4 pin lithium-ion mắc nối tiếp để điện áp lớn hơn 15v. Vì Arduino chấp nhận điện áp đầu vào tối đa là 12V, tôi đã đặt một bộ ổn định cho 5V (7805) được gắn trên bộ tản nhiệt nhỏ để cấp nguồn cho Arduino trực tiếp đến chân + 5v.

Bước 5: Cuộn dây

Cuộn dây được làm từ dây đồng cô lập có đường kính 0,4 mm và chứa 25 cuộn dây có dạng hình tròn có đường kính 19 cm. cuộn dây (các phần tử phải được dán bằng keo và không có vít)

Như bạn có thể thấy trên video, một đồng xu kim loại nhỏ có thể được phát hiện ở khoảng cách 10-15 cm, trong khi một vật thể kim loại lớn hơn từ 30-40 cm trở lên. Đây là những kết quả tuyệt vời, có tính đến việc chế tạo và cài đặt thiết bị tương đối đơn giản.