Metal Detector Circuit:Ein Einführungsleitfaden

Sicherheit ist eines der wenigen Dinge, die Priorität haben, unabhängig davon, wo Sie sich auf der Welt befinden. Infolgedessen ist der Sicherheits-Check-in an den meisten öffentlichen und privaten Orten oder Bereichen eine Selbstverständlichkeit. Im Fall von Sicherheitsbeamten verwenden sie entweder begehbare Metalldetektoren oder Zauberstäbe. Metalldetektoren an Sicherheitskontrollpunkten verwenden eine einfache Metalldetektorschaltung. In diesem Stück tauchen wir tief in die Schaltung des Metalldetektors ein. Metalldetektoren sind heute ziemlich Standard.

Neben dem typischen Sicherheitsstab gibt es Metalldetektoren in verschiedenen Formen. Zum Beispiel einfache Bodensuchmetalldetektoren oder ein Kunstmetalldetektor.

Funktionsprinzip der Metalldetektorschaltung

Metalldetektorschaltungen verwenden einen Oszillator, der Wechselströme erzeugt. Im aktiven Zustand fließt ein Wirbelstrom durch das Metall. Daher fließt der erzeugte Strom durch eine Spule. Dadurch entsteht ein magnetisches Wechselfeld.

Das Magnetfeld zieht die Metallschränke an die Spule. Dadurch verändert das Metall das mit dem Metall verbundene Magnetfeld. Folglich erkennt die Spule des Schaltkreises eine Änderung des Magnetfelds.

Vorteile

• Metalldetektorschaltkreise sind einfach und leicht zu verwenden.
• Näherungssensoren können als Mikrocontroller fungieren.

Nachteile

• Metalldetektoren haben eine kurze Erkennungsreichweite.
• Selektive Unterscheidung von nicht metallischen Objekten.

Wie man einen Metalldetektor baut

Jagadish Chandra Metalldetektor-Patent

Konzentrieren wir uns auf den Aufbau einer einfachen Schaltung.

Ein tiefer Einblick in die Komponenten

TDA0161 Näherungsdetektor-IC

Der TDA0161 Proximity Detector IC erkennt metallische Objekte. Dies geschieht durch die verzögerungsfreie Erkennung von Änderungen der Wirbelstromfrequenzen.

Mit Hilfe eines Schwingkreises fungiert der TDA0161 als Oszillator. Alle Änderungen des Versorgungsstroms bestimmen das Ausgangssignal. Wenn der Strom ein hohes Signal erkennt, ist Metall vorhanden. Wenn jedoch kein Metall vorhanden ist, ist das Signal niedrig.

Im Allgemeinen ist das TDA061 ein Dual-Inline-Gehäuse mit acht Pins.

Empfangsspule

Metalldetektor-Empfangsspule

Die Empfangsspule besteht aus einem 30 AWG Kupferlackdraht. Alternativ können Sie es gegen ein beliebiges leitfähiges Material austauschen, das zu einer Spule gewickelt ist.

Sobald Sie die erhaltene Spule aufgewickelt haben, müssen Sie überprüfen und bestätigen, dass Sie einen Durchmesser von 5,8 cm haben. Die Gesamtzahl der zur Herstellung dieser Spule verwendeten Windungen liegt zwischen 140 und 150.

Die Rennstrecke

Schaltplan des Metalldetektors TDA0161

Die Schaltung, die wir für dieses Beispiel verwenden werden, ist eine LC-Schaltung. Es hat die Induktivität und den Kondensator parallel geschaltet. Die Schaltung schwingt mit, wenn sich in ihrer Nähe Material mit ähnlicher Frequenz befindet. Sowohl die Kondensatoren als auch die Anzeigen werden abwechselnd aufgeladen.

Wenn sich der Kondensator vollständig auflädt, fließt die Ladung zur Induktivität. Der Induktor beginnt mit dem Laden, wenn der Kondensator in anderen Fällen keine Ladung hat. Dazu entzieht der Kondensator der Induktivität Ladung.

Dadurch verringert sich die Ladung des Induktors. Es führt zum Ladevorgang des Kondensators, um die Induktivität entsprechend zu füllen. Zusammenfassend sind die Induktionsspulen Magnetfeldspeicher. Andererseits sind Kondensatoren elektrische Feldspeicher.

Detaillierte Erklärung der Rennstrecke und der Ergebnisse

Sie haben alle Ihre Komponenten angeschlossen und ausgelegt, also ist es jetzt an der Zeit zu beginnen. Lassen Sie uns tief in das Experiment eintauchen.

• Der LC-Kreis, einschließlich L1 und C1, bringt jede Resonanzfrequenz in die Nähe eines Metalls. Infolgedessen erzeugt die Anziehungskraft von Metall und Magnet ein elektrisches Feld. Das Ergebnis führt zur Induktion von Strom in der Spule. Schließlich ändert es den Signalfluss durch die Empfangsspule.
• Der variable Widerstand ändert den Wert des Näherungssensors, um dem LC-Kreis zu entsprechen. Überprüfen Sie während des Experiments den erzielten Wert, wenn sich die Empfangsspule nicht in der Nähe von Metall befindet. Sobald die Empfangsspule Metall erkennt, ändern sich die Phasenrückkopplungssignale.
• Der Näherungssensor erkennt die Signaländerung und reagiert. Die Ausgangssignale des Näherungssensors betragen 1 mA, wenn keine Metallerkennung erfolgt. Wenn Metall erkannt wird, beträgt das Ergebnis 10 mA.
• Sobald der Ausgang hoch ist, zeigt der R3-Widerstand eine positive Spannung an den Q1-Transistor. Als Ergebnis schaltet sich Q1 ein, was zum Leuchten der LED führt. Später summt der Summer oder gibt ein Audiosignal aus. Der R2-Widerstand wird schließlich den Stromfluss begrenzen.

Metalldetektor mit Arduino UNO

Arduino Uno

Sie können auch einen einfachen, aber effektiven Metalldetektor mit einem Arduino bauen. Ihre Vorräte werden variieren. Sie müssen auch etwas codieren. Wenn Sie sich für diesen Weg entscheiden, umfassen die gemeinsamen Komponenten:

• Trigger-Taste
• Eine Seitentaste zum Einstellen der Frequenz
• Wechseln
• 3 AA-Batterien – 4,5 Volt
• Ein Motor
• Einfacher runder Kopf
• LEDs
• Eine Drahtspule
• Potentiometer
• Sprecher
• Leitfähiges Objekt

Sobald Sie Ihre Schaltung angeschlossen haben, sollten Ihre Schaltpläne so aussehen.

Schematisches Diagramm des Arduino-Metalldetektors

Das obige Setup verwendet ein Arduino UNO, um einen DIP ATMega328 zu programmieren. Entfernen Sie zunächst den ATMega328 von der Entwicklungsplatine. Sie werden den ATMega328 und die anderen Schaltungsteile zu einem Preboard hinzufügen.

Der Akku versorgt den ATmega328. Es versorgt auch den Oszillator und den Motor mit LEDs.

Jetzt ist es Zeit, Ihren Code zu schreiben. Zunächst benötigen Sie ein angemessenes Verständnis der einfachen Programmierprinzipien. Sie benötigen Setup-Funktionen, Interrupt-Funktionen und Loop-Funktionen.

Ihr Code sollte folgendermaßen aussehen:

Setup-Funktion

Metal Detector Setup-Funktion

Interrupt-Funktion

Metalldetektor-Unterbrechungsfunktion

Loop-Funktion

Metalldetektorschleifenfunktion

Mit dieser Schaltung können Sie leitfähige Gegenstände aufnehmen. Dazu gehören kleine Metallobjekte, die die Spule mit der niedrigsten Empfindlichkeitseinstellung verwenden.

Mit der höchsten Einstellung können Sie Stahlringe, Münzen und Schrauben aufnehmen. Wenn Sie die Reichweite des Detektors erweitern möchten, müssen Sie den Stromfluss durch die Induktivität erhöhen.

In den meisten Fällen reicht eine doppelte Stromversorgung aus. Im Allgemeinen können Sie die Anzahl der Drahtumwicklungen erhöhen, die zur Herstellung der Spule verwendet werden.

Es gibt eine Lernkurve für diesen Build. Es ist jedoch weiter fortgeschritten. In diesem Sinne kann diese Schaltung mehr als einfache Schaltungen. Diese Schaltung kann langfristig eine Vielzahl von Detektoren bauen.

Zum Beispiel ein tragbarer Metalldetektor und sogar ein tragbarer Kunstmetalldetektor. Wenn Sie sich entscheiden, groß rauszukommen, können Sie einen industriellen Metalldetektor bauen.

Anwendungen

Einen Metalldetektor für die Schatzsuche verwenden

• Metallkennzeichnung wie Gold, Eisen oder Silber.
• Scannen Sie nach Metallobjekten, unerwünschten Objekten, anorganischen Materialien.
• Kartierung geologischer Strukturen.

Schlussfolgerung

Die Grenzen, in denen Sie mit Metalldetektorschaltungen experimentieren können, sind grenzenlos. Sie können versuchen, basierend auf dem Wissen, das Sie jetzt haben, innovativ zu sein oder sogar zu erfinden.

Abschließend, wenn dieser Artikel etwas angedeutet hat, das Sie interessant fanden, sind Sie hier richtig. Wenn Sie bereit sind, die Rennstreckenwelt weiter zu erkunden, zögern Sie nicht, uns zu kontaktieren. Wir sind offen dafür, alle Ihre PCB-Anforderungen zu erfüllen, um Detektoren zu entwickeln.