DIY gevoelige Arduino IB metaaldetector met discriminatie

Code

• Arduino-code
• LcdBarGraph lib.

Arduino-codeArduino

// Inductie balans metaaldetector// We draaien de CPU op 16MHz en de ADC klok op 1MHz. De ADC-resolutie wordt bij deze snelheid teruggebracht tot 8 bits.// Timer 1 wordt gebruikt om de systeemklok te delen door ongeveer 256 om een ​​blokgolf van 62,5 kHz te produceren. // Dit wordt gebruikt om timer 0 aan te sturen en ook om ADC-conversies te activeren.// Timer 0 wordt gebruikt om de output van timer 1 te delen door 8, wat een 7.8125kHz-signaal oplevert voor het aansturen van de zendspoel.// Dit geeft ons 16 ADC klokcycli voor elke ADC-conversie (het duurt eigenlijk 13,5 cycli), en we nemen 8 monsters per cyclus van de spoelaandrijfspanning.// De ADC implementeert vier fasegevoelige detectoren met intervallen van 45 graden. Door 4 in plaats van slechts 2 te gebruiken, kunnen we de derde harmonische van de// spoelfrequentie annuleren.// Timer 2 wordt gebruikt om een ​​toon voor het oorstuk of de headset te genereren.// Andere verdelingsverhoudingen voor timer 1 zijn mogelijk, vanaf ongeveer 235 naar boven.// Bedrading:// Sluit digitale pin 4 (alias T0) aan op digitale pin 9// Sluit digitale pin 5 via weerstand aan op primaire spoel en afstemcondensator// Sluit uitgang van ontvangstversterker aan op analoge pin 0. Uitgang van ontvangst versterker moet worden beïnvloed tot ongeveer de helft van de analoge referentie.// Als u USB-voeding gebruikt, wijzigt u de analoge referentie naar de 3,3V-pin, omdat er te veel ruis op de +5V-rail is om een ​​goede gevoeligheid te krijgen. #include  #include #define max_ampAverage 200LiquidCrystal lcd(6, 7, 10, 11, 12, 13);LcdBarGraph lbg(&lcd, 16, 0, 1); #define TIMER1_TOP (259) // kan dit aanpassen om de frequentie fijn af te stemmen om de spoel af te stemmen (zie hierboven) #define USE_3V3_AREF (1) // ingesteld op 1 van draaien op een Arduino met USB-voeding, 0 voor een embedded atmega28p zonder 3.3V-voeding beschikbaar// Digitale pindefinities// Digitale pin 0 niet gebruikt, maar als we de seriële poort gebruiken voor foutopsporing, dan is het seriële invoerconst int debugTxPin =1; // zendpin gereserveerd voor debuggingconst int encoderButtonPin =2; // encoderknop, ook IN0 voor het ontwaken uit de slaapmodusconst int earpiecePin =3; // oortelefoon, ook bekend als OCR2B voor toongeneratieconst int T0InputPin =4;const int coilDrivePin =5;const int LcdRsPin =6;const int LcdEnPin =7;const int LcdPowerPin =8; // LCD-voeding en achtergrondverlichting inschakelenconst int T0OutputPin =9;const int lcdD4Pin =10;const int lcdD5Pin =11; // pinnen 11-13 ook gebruikt voor ICSPconst int LcdD6Pin =12;const int LcdD7Pin =13;// Analoge pindefinitiesconst int receiverInputPin =0;const int encoderAPin =A1;const int encoderBpin =A2;// Analoge pinnen 3-5 niet gebruikt// Variabelen die alleen worden gebruikt door de ISRint16_t bins[4]; // bins die worden gebruikt om ADC-metingen te accumuleren, één voor elk van de 4 fasensuint16_t numSamples =0;const uint16_t numSamplesToAverage =1024;// Variabelen gebruikt door de ISR en daarbuiten vluchtige int16_t gemiddelden [4]; // als we genoeg metingen in de bakken hebben verzameld, kopieert de ISR ze naar hier en begint opnieuw vluchtig uint32_t ticks =0; // systeemtick-teller voor tijdwaarnemingvluchtige bool sampleReady =false; // geeft aan dat de array met gemiddelden is bijgewerkt// Variabelen die alleen buiten de ISRint16_t calib[4] worden gebruikt; // waarden (ingesteld tijdens kalibratie) die we aftrekken van de gemiddeldenvluchtige uint8_t lastctr;vluchtige uint16_t misses =0; // dit telt hoe vaak de ISR te laat is uitgevoerd. Moet op nul blijven als alles goed werkt.const double halfRoot2 =sqrt(0.5);const double quarterPi =3.1415927/4.0;const double radiansToDegrees =180,0/3.1415927;// De ADC-sample en hold vindt plaats 2 ADC-klokken (=32 systeem klokken) nadat de overloopvlag van timer 1 is ingesteld.// Dit introduceert een kleine fasefout, waarvoor we corrigeren in de berekeningen.const float phaseAdjust =(45,0 * 32,0)/(float)(TIMER1_TOP + 1);floatdrempel =5,0; // lager =grotere gevoeligheid. 10 is zo goed als bruikbaar met een goed uitgebalanceerde spoel. // De gebruiker kan dit aanpassen via een pot of roterende encoder.void setup(){ lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2 pinMode(encoderButtonPin, INPUT_PULLUP); digitalWrite (T0OutputPin, LAAG); pinMode (T0OutputPin, OUTPUT); // pulspen van timer 1 gebruikt om timer 0 digitalWrite (coilDrivePin, LOW) te voeden; pinMode (spoelDrivePin, UITGANG); // timer 0-uitgang, blokgolf om zendspoel cli (); // Stop timer 0 die is ingesteld door de Arduino-kern TCCR0B =0; // stop de timer TIMSK0 =0; // uitschakelen interrupt TIFR0 =0x07; // wis alle wachtende interrupts // Stel ADC in om kanaal 0 te activeren en te lezen op timer 1 overflow #if USE_3V3_AREF ADMUX =(1 <> 8); OCR1AL =(TIMER1_TOP/2 &0xFF); ICR1H =(TIMER1_TOP>> 8); ICR1L =(TIMER1_TOP &0xFF); TCNT1H =0; TCNT1L =0; TIFR1 =0x07; // wis alle wachtende interrupt TIMSK1 =(1 <
 15000) *p =15000; } anders { *p -=val; als (*p <-15000) *p =-15000; } if (ctr ==7) { ++numSamples; if (numSamples ==numSamplesToAverage) { numSamples =0; if (!sampleReady) // als het vorige voorbeeld is verbruikt { memcpy((void*)averages, bins, sizeof(averages)); sampleReady =waar; } memset(bins, 0, sizeof(bins)); } }}void loop(){ while (!sampleReady) {} uint32_t oldTicks =ticks; if (digitalRead (encoderButtonPin) ==LAAG) { // Kalibreerknop ingedrukt. We slaan de huidige fasedetectoruitgangen op en trekken ze af van toekomstige resultaten. // Hierdoor kunnen we de detector gebruiken als de spoel enigszins uit balans is. // Het zou beter zijn om meerdere monsters te nemen in plaats van er maar één te nemen. for (int i =0; i <4; ++i) { calib[i] =gemiddelden[i]; } sampleReady =onwaar; Serial.print("Gekalibreerd:"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Kalibratie... "); for (int i =0; i <4; ++i) { Serial.write(' '); Serial.print(calib[i]); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(' '); lcd.print(calib[4]); lcd.print(" "); } Serieel.println(); } else { for (int i =0; i <4; ++i) { gemiddelden[i] -=calib[i]; } const dubbel f ​​=200,0; // Masseer de resultaten om de gevoeligheid voor de 3e harmonische te elimineren en deel door 200 dubbele bin0 =(gemiddelden[0] + halfRoot2 * (gemiddelden[1] - gemiddelden[3]))/f; dubbele bin1 =(gemiddelden[1] + halfRoot2 * (gemiddelden[0] + gemiddelden[2]))/f; dubbele bin2 =(gemiddelden[2] + halfRoot2 * (gemiddelden[1] + gemiddelden[3]))/f; dubbele bin3 =(gemiddelden[3] + halfRoot2 * (gemiddelden[2] - gemiddelden[0]))/f; sampleReady =onwaar; // we zijn klaar met het lezen van de gemiddelden, dus de ISR is vrij om ze opnieuw te overschrijven double amp1 =sqrt((bin0 * bin0) + (bin2 * bin2)); dubbele amp2 =sqrt((bin1 * bin1) + (bin3 * bin3)); dubbel ampAverage =(amp1 + amp2)/2.0; // De ADC-sample/hold vindt plaats 2 klokken na de timeroverloop dubbele fase1 =atan2(bin0, bin2) * radialenToDegrees + 45.0; dubbele fase2 =atan2(bin1, bin3) * radialenToDegrees; if (fase1> fase2) { dubbele temp =fase1; fase1 =fase2; fase2 =temperatuur; } dubbele phaseAverage =((phase1 + phase2)/2.0) - phaseAdjust; if (phase2 - phase1> 180,0) { if (phaseAverage <0.0) { phaseAverage +=180,0; } else { phaseAverage -=180.0; } } // Druk voor diagnostische doeleinden de individuele baktellingen en de 2 onafhankelijk berekende winsten en fasen af ​​Serial.print(misses); Serieel.schrijven(' '); if (bin0>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin0, 2); Serieel.schrijven(' '); if (bin1>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bak1, 2); Serieel.schrijven(' '); if (bin2>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bak2, 2); Serieel.schrijven(' '); if (bin3>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin3, 2); Serieel.print(" "); Serial.print(amp1, 2); Serieel.schrijven(' '); Serial.print(amp2, 2); Serieel.schrijven(' '); if (fase1>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(fase1, 2); Serieel.schrijven(' '); if (fase2>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(fase2, 2); Serieel.print(" "); // Druk de uiteindelijke amplitude en fase af, die we gebruiken om te beslissen wat (als er iets is) we hebben gevonden) if (ampAverage>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(ampAverage, 1); Serieel.schrijven(' '); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(" "); lcd.print(ampAverage); lcd.setCursor(0,1); lbg.drawValue(ampAverage, max_ampAverage); if (phaseAverage>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print((int)phaseAverage); // Bepaal wat we hebben gevonden en vertel de gebruiker if (ampAverage>=threshold) { // Indien in lijn gehouden met het midden van de spoel:// - non-ferrometalen geven een negatieve faseverschuiving, b.v. -90deg voor dik koper of aluminium, een koperen olijf, -30deg voor dun aluminium. // Ferrometalen geven nul faseverschuiving of een kleine positieve faseverschuiving. // Dus we zeggen dat alles met een faseverschuiving onder -20deg non-ferro is. if (phaseAverage <-20.0) { Serial.print(" Non-ferro"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Non-Fereuze"); } else { Serial.print("Ijzerhoudend"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Ijzerhoudend"); } float temp =ampAverage; int thisPitch =kaart (temp, 10, 200, 100, 1500); toon(3, thisPitch,120); while (temp>
 drempel) { Serial.write('!'); temp -=(drempel/2); } } Serieel.println(); } while (ticks - oldTicks <8000) { } }

LcdBarGraph lib.C/C++

Geen voorbeeld (alleen downloaden).

Schema's