גלאי מתכות ארדואינו: 4 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

Arduino היא חברת חומרה ותוכנת מחשב ותוכנת קוד פתוח, פרוייקט וקהילת משתמשים המעצבת ומייצרת מיקרו-בקרי יחיד וערכות מיקרו-בקר לבניית מכשירים דיגיטליים וחפצים אינטראקטיביים שיכולים לחוש ולשלוט באובייקטים בעולם הפיזי והדיגיטלי.

במדריך זה נכין גלאי מתכות. נ.ב.: זה לא מיועד למתחילים בסך הכל.

גלאי מתכות הוא מכשיר אלקטרוני המזהה הימצאות מתכת בקרבת מקום. גלאי מתכות שימושיים למציאת תכלילי מתכת החבויים בתוך אובייקטים, או חפצי מתכת הקבורים מתחת לאדמה.

אבל גלאי המתכות שאנו הולכים לעשות לא יהיה שימושי במקרים אמיתיים, זה רק בשביל הכיף והלמידה.

שלב 1: חומרים דרושים

1. ארדואינו ננו
2. סליל
3. קבלים 10 nF
4. באזו פיצו
5. התנגדות 1k
6. נגד 330 אוהם
7. לד
8. דיודה 1N4148
9. לוח לחם
10. חוטי מגשר
11. סוללה 9V

שלב 2: תרשים מעגלים

השתמשנו ב- Arduino Nano לשליטה על כל פרויקט גלאי המתכות הזה. LED וזמזם משמשים כמחוון זיהוי מתכות. סליל וקבל משמשים לאיתור מתכות. דיודת אות משמשת גם להפחתת המתח. ונגד להגבלת הזרם לסיכת הארדואינו.

כאשר מתכת כלשהי מתקרבת לסליל אז הסליל משנה את השראותו. שינוי זה של השראות תלוי בסוג המתכת. זה יורד עבור מתכת לא מגנטית ועולה עבור חומרים פרומגנטיים כמו ברזל. תלוי בליבת הסליל, ערך השראות משתנה באופן דרסטי. באיור למטה ניתן לראות את המשרנים בעלי ליבת האוויר, במשרנים אלה, לא יהיה ליבה מוצקה. הם בעצם סלילים שנותרו באוויר. אמצעי הזרימה של השדה המגנטי שנוצר על ידי המשרן אינו כלום או אוויר. למשרנים אלה יש השראות בעלות ערך נמוך מאוד.

משרנים אלה משמשים כאשר הצורך בערכים של מעט מיקרוהנרי. לערכים הגדולים מכמה מילי -הנרי אלה אינם ערכים מתאימים. באיור שלהלן ניתן לראות משרן בעל ליבת פריט. למשרן הליבה של פריט יש ערך השראות גדול מאוד.

זכור כי פצע הסליל כאן הוא בעל אוויר, כך שכאשר חתיכת מתכת מובאת ליד הסליל, פיסת המתכת משמשת כליבה של המשרן בעל ליבת האוויר. בכך שמתכת זו פועלת כליבה, השראות הסליל משתנה או עולה במידה ניכרת. עם עלייה פתאומית זו בהשראות הסליל התגובה הכוללת או העכבה של מעגל ה- LC משתנה במידה ניכרת בהשוואה ללא חתיכת המתכת.

שלב 3: איך זה עובד?

העבודה של גלאי המתכות של ארדואינו מעט מסובכת. כאן אנו מספקים את גל הבלוק או הדופק, שנוצר על ידי ארדואינו, למסנן המעבר הגבוה של LR. בשל כך, קוצים קצרים ייווצרו על ידי הסליל בכל מעבר. אורך הדופק של הדוקרנים שנוצרים הוא פרופורציונאלי להשרות הסליל. אז בעזרת פולסי ספייק אלה נוכל למדוד את השראות הסליל. אך כאן קשה למדוד את ההשראות בדיוק עם אותם קוצים מכיוון שהקוצים הם משך זמן קצר מאוד (בערך 0.5 מיקרו שניות) וזה קשה מאוד למדידה על ידי ארדואינו.

אז במקום זאת, השתמשנו בקבל הנטען על ידי הדופק או הדייק העולה. וזה דרש כמה פולסים כדי לטעון את הקבל עד לנקודה שבה ניתן לקרוא את המתח שלו על ידי סיכה A5 אנלוגית Arduino. ואז קרא Arduino את המתח של הקבל הזה באמצעות ADC. לאחר קריאת מתח, הקבל פורק במהירות על ידי הפיכת סיכת capPin כפלט והגדרתו לנמוכה. כל התהליך לוקח בערך 200 מיקרו שניות להשלמתו. לקבלת תוצאה טובה יותר, אנו חוזרים על המדידה ולקחנו ממוצע של התוצאות. כך נוכל למדוד את ההשראות המשוערת של סליל. לאחר קבלת התוצאה אנו מעבירים את התוצאות לנורית ולזמזם כדי לזהות הימצאות מתכת. בדוק את הקוד המלא שניתן בסוף מאמר זה כדי להבין את העבודה.

קוד Arduino מלא ניתן בסוף מאמר זה. בתכנות חלק מפרויקט זה, השתמשנו בשני סיכות ארדואינו, אחת לייצור גלי בלוק שיוזנו בסליל וסיכה אנלוגית נוספת לקריאת מתח הקבלים. מלבד שני הפינים האלה, השתמשנו בשני סיכות ארדואינו נוספות לחיבור לד וזמזם. תוכל לבדוק את הקוד המלא ואת סרטון ההדגמה של גלאי מתכות Arduino להלן. אתה יכול לראות שבכל פעם שהוא מזהה מתכת, הנורית והזמזם מתחילים להבהב במהירות רבה.

שלב 4: זמן קידוד

פורסם במקור ב- Circuit Digest מאת סדאם