Arduino Nano Puls-Induktions-Metalldetektor – DIY-Bausatz & Anleitung

Bauteile

Werkzeug

Lötkolben (inkl. Lötzinn, Schrumpfschlauch).

Funktionsprinzip (Puls-Induktion)

PI-Systeme nutzen eine einzige Spule als Sender und Empfänger. Kurze, starke Stromimpulse erzeugen ein Magnetfeld. Beim Abfall des Impulses kehrt die Feldpolarität um und kollabiert schlagartig → scharfer elektrischer Spike (reflektierter Puls, ca. 30 µs). Metall im Nahbereich verändert Amplitude und Phase des reflektierten Signals → Rückschluss auf Größe, Entfernung und Material (ferro-/nicht‑ferromagnetisch).

Aufbau & Modifikationen

Basierend auf dem „PIRAT“-Design von N.E.C.O. Projects (Original). Kommunikation mit Android-App „Spirit PI“ via HC‑05 (Baud 115200).

• Spulenstrom-Regelung: Statt 150 Ω Festwiderstand → 47 kΩ Trimmer. Höherer Wert = mehr Spulenstrom = höhere Empfindlichkeit.
• Offset-Spannung (A0): Statt 62 kΩ → 100 kΩ Trimmer. Justiert ca. 4,5 V am Arduino‑A0 (abhängig vom OpAmp/Betriebsspannung).
• Stromversorgung: 4× Li‑Ion in Serie (>15 V) → 7805-Regler (mit Kühlkörper) auf Arduino 5 V Pin.
• Spule: 0,4 mm CuL-Draht, 25 Windungen, Ø 19 cm Kreis. Keine Metallteile in Spulennähe (Kleben statt Schrauben).

Reichweite

• Kleine Münze: 10‑15 cm
• Größeres Metallobjekt: 30‑40 cm+

Sehr gute Ergebnisse bei einfacher Konstruktion und Einstellung.

Code

Sketch nutzt EEPROM für Duty‑Cycle & Frequenz (persistent). Bluetooth-Kommandozeile: n/m (Duty ±1), j/k (Freq ±10), +/- (Balance), p (Reset). Sendet Datenpaket <sensorValue/freq/duty_cycle/vinv> per Serial (115200 Baud). Batteriemessung über Spannungsteiler (100 kΩ / 10 kΩ) an A7.

Schaltplan