Arduino Metalldetektor - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:21

Arduino ist ein Open-Source-Unternehmen für Computerhardware und -software, ein Projekt und eine Benutzergemeinschaft, die Einplatinen-Mikrocontroller und Mikrocontroller-Kits für den Bau digitaler Geräte und interaktiver Objekte entwickelt und herstellt, die Objekte in der physischen und digitalen Welt erfassen und steuern können.

In diesem Instructable werden wir einen Metalldetektor machen. PS: Dies ist nicht für absolute Anfänger gedacht.

Ein Metalldetektor ist ein elektronisches Instrument, das das Vorhandensein von Metall in der Nähe erkennt. Metalldetektoren sind nützlich, um in Objekten versteckte Metalleinschlüsse oder unter der Erde vergrabene Metallobjekte zu finden.

Aber der Metalldetektor, den wir herstellen werden, wird in den tatsächlichen Fällen nicht nützlich sein, es ist nur zum Spaß und zum Lernen.

Schritt 1: Benötigte Materialien

1. Arduino Nano
2. Spule
3. 10 nF Kondensator
4. Pizo Summer
5. 1k Widerstand
6. 330 Ohm Widerstand
7. LED
8. 1N4148 Diode
9. Steckbrett
10. Überbrückungsdrähte
11. 9V Batterie

Schritt 2: Schaltplan

Wir haben einen Arduino Nano zur Steuerung dieses Metalldetektorprojekts verwendet. Als Metallerkennungsanzeige werden eine LED und ein Summer verwendet. Eine Spule und ein Kondensator werden zur Erkennung von Metallen verwendet. Zur Reduzierung der Spannung wird auch eine Signaldiode verwendet. Und einen Widerstand zur Begrenzung des Stroms zum Arduino-Pin.

Wenn Metall in die Nähe der Spule kommt, ändert die Spule ihre Induktivität. Diese Induktivitätsänderung hängt von der Metallart ab. Sie sinkt für nichtmagnetisches Metall und erhöht sich für ferromagnetische Materialien wie Eisen. Je nach Spulenkern ändert sich der Induktivitätswert drastisch. In der Abbildung unten sehen Sie die luftgefüllten Induktoren, in diesen Induktoren gibt es keinen massiven Kern. Sie sind im Grunde Spulen, die in der Luft gelassen werden. Das vom Induktor erzeugte Flussmedium des Magnetfelds ist nichts oder Luft. Diese Induktivitäten haben Induktivitäten von sehr geringem Wert.

Diese Induktivitäten werden verwendet, wenn Werte von wenigen Mikro-Henry benötigt werden. Für Werte größer als einige Milli-Henry sind diese nicht geeignet. In der folgenden Abbildung sehen Sie einen Induktor mit Ferritkern. Diese Ferritkerninduktivität hat einen sehr großen Induktivitätswert.

Denken Sie daran, dass die hier gewickelte Spule eine luftgefüllte Spule ist. Wenn also ein Metallstück in die Nähe der Spule gebracht wird, fungiert das Metallstück als Kern für den luftgefüllten Induktor. Durch dieses als Kern wirkende Metall verändert oder erhöht sich die Induktivität der Spule erheblich. Mit diesem plötzlichen Anstieg der Induktivität der Spule ändert sich die Gesamtreaktanz oder Impedanz des LC-Kreises im Vergleich ohne das Metallstück um einen beträchtlichen Betrag.

Schritt 3: Wie funktioniert es?

Die Arbeit dieses Arduino-Metalldetektors ist etwas schwierig. Hier stellen wir dem LR-Hochpassfilter die von Arduino erzeugte Blockwelle oder den Block zur Verfügung. Aus diesem Grund werden bei jedem Übergang kurze Spitzen von der Spule erzeugt. Die Pulslänge der erzeugten Spikes ist proportional zur Induktivität der Spule. Mit Hilfe dieser Spike-Impulse können wir also die Induktivität der Spule messen. Aber hier ist es schwierig, die Induktivität mit diesen Spikes genau zu messen, da diese Spikes von sehr kurzer Dauer sind (ca. 0,5 Mikrosekunden) und dies von Arduino sehr schwer zu messen ist.

Stattdessen haben wir einen Kondensator verwendet, der durch den ansteigenden Impuls oder die Spitze aufgeladen wird. Und es waren nur wenige Impulse erforderlich, um den Kondensator bis zu dem Punkt aufzuladen, an dem seine Spannung vom analogen Arduino-Pin A5 gelesen werden kann. Dann liest Arduino die Spannung dieses Kondensators mit ADC aus. Nach dem Lesen der Spannung wurde der Kondensator schnell entladen, indem der capPin-Pin als Ausgang festgelegt und auf niedrig eingestellt wurde. Dieser gesamte Vorgang dauert etwa 200 Mikrosekunden. Für ein besseres Ergebnis wiederholen wir die Messung und nehmen einen Durchschnitt der Ergebnisse. So können wir die ungefähre Induktivität von Coil messen. Nachdem wir das Ergebnis erhalten haben, übertragen wir die Ergebnisse an die LED und den Summer, um das Vorhandensein von Metall zu erkennen. Überprüfen Sie den vollständigen Code am Ende dieses Artikels, um die Funktionsweise zu verstehen.

Den vollständigen Arduino-Code finden Sie am Ende dieses Artikels. Im Programmierteil dieses Projekts haben wir zwei Arduino-Pins verwendet, einen zum Erzeugen von Blockwellen, die in die Spule eingespeist werden, und einen zweiten analogen Pin, um die Kondensatorspannung zu lesen. Abgesehen von diesen beiden Pins haben wir zwei weitere Arduino-Pins zum Verbinden von LED und Summer verwendet. Sie können den vollständigen Code und das Demonstrationsvideo von Arduino Metal Detector unten überprüfen. Sie können sehen, dass die LED und der Summer sehr schnell zu blinken beginnen, wenn Metall entdeckt wird.

Schritt 4: Codierzeit

Ursprünglich veröffentlicht auf Circuit DigestVon Saddam