Máy dò kim loại Arduino: 4 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:35

Arduino là một công ty phần cứng và phần mềm máy tính mã nguồn mở, dự án và cộng đồng người dùng thiết kế và sản xuất bộ vi điều khiển một bo mạch đơn và bộ vi điều khiển để xây dựng các thiết bị kỹ thuật số và các đối tượng tương tác có thể cảm nhận và điều khiển các đối tượng trong thế giới vật lý và kỹ thuật số.

Trong Có thể hướng dẫn này, chúng tôi sẽ tạo ra một Máy dò kim loại. Tái bút: Điều này không dành cho những người mới bắt đầu hoàn toàn.

Máy dò kim loại là một thiết bị điện tử phát hiện sự hiện diện của kim loại gần đó. Máy dò kim loại rất hữu ích để tìm các tạp kim loại ẩn bên trong các đồ vật, hoặc các đồ vật kim loại được chôn dưới đất.

Nhưng máy dò kim loại mà chúng tôi sắp chế tạo sẽ không hữu ích trong các trường hợp thực tế, Nó chỉ để giải trí và học hỏi.

Bước 1: Vật liệu cần thiết

1. Arduino Nano
2. Xôn xao
3. Tụ điện 10 nF
4. Pizo Buzzer
5. Điện trở 1k
6. Điện trở 330 Ohm
7. DẪN ĐẾN
8. 1N4148 Diode
9. Breadboard
10. Dây nhảy
11. Pin 9V

Bước 2: Sơ đồ mạch

Chúng tôi đã sử dụng Arduino Nano để kiểm soát toàn bộ Dự án máy dò kim loại này. Đèn LED và Buzzer được sử dụng làm chỉ báo phát hiện kim loại. Một cuộn dây và tụ điện được sử dụng để phát hiện kim loại. Một diode tín hiệu cũng được sử dụng để giảm điện áp. Và một điện trở để hạn chế dòng điện vào chân Arduino.

Khi kim loại nào đến gần cuộn dây thì cuộn dây đó sẽ thay đổi độ tự cảm. Sự thay đổi độ tự cảm này phụ thuộc vào loại kim loại. Nó giảm đối với kim loại không có từ tính và tăng đối với các vật liệu sắt từ như sắt. Tùy thuộc vào lõi của cuộn dây, giá trị điện cảm thay đổi đáng kể. Trong hình bên dưới, bạn có thể thấy các cuộn cảm cuộn dây không khí, trong các cuộn cảm này, sẽ không có lõi rắn. Về cơ bản chúng là những cuộn dây còn lại trong không khí. Môi trường của dòng từ trường được tạo ra bởi cuộn cảm là không hoặc không khí. Các cuộn cảm này có độ tự cảm có giá trị rất nhỏ.

Các cuộn cảm này được sử dụng khi cần các giá trị của ít microHenry. Đối với các giá trị lớn hơn vài milliHenry, đây không phải là một giá trị phù hợp. Trong hình dưới đây, bạn có thể thấy một cuộn cảm có lõi ferit. Các cuộn cảm lõi Ferrite này có giá trị điện cảm rất lớn.

Hãy nhớ cuộn dây được quấn ở đây là cuộn không khí, vì vậy khi một miếng kim loại được đưa đến gần cuộn dây, miếng kim loại đóng vai trò như một lõi cho cuộn cảm cuộn không khí. Do kim loại này đóng vai trò là lõi, độ tự cảm của cuộn dây thay đổi hoặc tăng lên đáng kể. Với sự gia tăng đột ngột độ tự cảm của cuộn dây, tổng điện kháng hoặc tổng trở của mạch LC thay đổi một lượng đáng kể khi so sánh không có miếng kim loại.

Bước 3: Làm thế nào nó hoạt động?

Hoạt động của Máy dò kim loại Arduino này hơi phức tạp. Ở đây chúng tôi cung cấp sóng hoặc xung khối do Arduino tạo ra cho bộ lọc thông cao LR. Do đó, các gai ngắn sẽ được tạo ra bởi cuộn dây trong mỗi quá trình chuyển đổi. Độ dài xung của các gai được tạo ra tỷ lệ với độ tự cảm của cuộn dây. Vì vậy, với sự trợ giúp của các xung Spike này, chúng ta có thể đo độ tự cảm của Coil. Nhưng ở đây rất khó để đo điện cảm một cách chính xác với các gai đó bởi vì các gai đó có thời lượng rất ngắn (khoảng 0,5 micro giây) và rất khó đo bằng Arduino.

Vì vậy, thay vì điều này, chúng tôi sử dụng một tụ điện được sạc bằng xung tăng hoặc xung đột biến. Và nó yêu cầu một vài xung để sạc tụ điện đến mức điện áp của nó có thể được đọc bởi chân tương tự Arduino A5. Sau đó, Arduino đọc điện áp của tụ điện này bằng cách sử dụng ADC. Sau khi đọc điện áp, tụ điện nhanh chóng phóng điện bằng cách tạo chân capPin làm đầu ra và đặt nó ở mức thấp. Toàn bộ quá trình này mất khoảng 200 micro giây để hoàn thành. Để có kết quả tốt hơn, chúng tôi lặp lại phép đo và lấy giá trị trung bình của các kết quả. Đó là cách chúng tôi có thể đo độ tự cảm gần đúng của cuộn dây. Sau khi có kết quả chúng tôi chuyển kết quả sang đèn LED và còi để phát hiện sự có mặt của kim loại. Kiểm tra mã Hoàn thành được cung cấp ở cuối Bài viết này để hiểu hoạt động.

Mã Arduino hoàn chỉnh được đưa ra ở cuối Bài viết này. Trong phần lập trình của dự án này, chúng tôi đã sử dụng hai chân Arduino, một chân để tạo sóng khối được đưa vào Coil và chân tương tự thứ hai để đọc điện áp tụ điện. Ngoài hai chân này, chúng tôi đã sử dụng thêm hai chân Arduino để kết nối đèn LED và còi. Bạn có thể kiểm tra mã hoàn chỉnh và Video trình diễn của Máy dò kim loại Arduino bên dưới. Bạn có thể thấy rằng bất cứ khi nào nó phát hiện ra một số kim loại, đèn LED và Buzzer bắt đầu nhấp nháy rất nhanh.

Bước 4: Thời gian mã hóa

Được xuất bản lần đầu trên Circuit DigestBy Saddam