Metaaldetectorcircuit:een introductiegids

Beveiliging is een van de weinige dingen die prioriteit heeft, waar ter wereld u zich ook bevindt. Als gevolg hiervan is het inchecken op de meeste openbare en privéplaatsen of -gebieden een gegeven. In het geval van beveiligingsbeambten gebruiken ze inloopmetaaldetectoren of toverstokken. Metaaldetectoren in veiligheidscontroleposten gebruiken een eenvoudig metaaldetectorcircuit. In dit stuk duiken we diep in het metaaldetectorcircuit. Metaaldetectoren zijn tegenwoordig vrij standaard.

Naast de typische beveiligingsstaaf, zijn metaaldetectoren er in verschillende vormen. Bijvoorbeeld eenvoudige grondzoekmetaaldetectoren of een kunstmetaaldetector.

Werkingsprincipe van het metaaldetectorcircuit

Metaaldetectorcircuits gebruiken een oscillator die wisselstromen produceert. Een wervelstroom gaat door het metaal wanneer actief. Vandaar dat de geproduceerde stroom door een spoel gaat. Hierdoor ontstaat er een wisselend magnetisch veld.

Het magnetische veld trekt de metalen kasten naar de spoel. Als gevolg hiervan verandert het metaal het magnetische veld dat aan het metaal is gekoppeld. Bijgevolg detecteert de spoel op het circuit een verandering in het magnetische veld.

Voordelen

• Metaaldetectorcircuits zijn eenvoudig en gemakkelijk te gebruiken.
• Nabijheidssensoren kunnen functioneren als microcontrollers.

Nadelen

• Metaaldetectoren hebben een kort detectiebereik.
• Selectieve discriminatie van niet-metalen voorwerpen.

Hoe een metaaldetector te bouwen

Jagadish Chandra metaaldetector patent

Laten we ons concentreren op het bouwen van een eenvoudig circuit.

Een diepe duik in de componenten

TDA0161 Nabijheidsdetector IC

De TDA0161 Proximity Detector IC detecteert metalen objecten. Het doet dit door veranderingen in Eddy current-frequenties zonder vertraging te detecteren.

Met behulp van een afgestemde kring fungeert de TDA0161 als oscillator. Alle veranderingen in de voedingsstroom bepalen het uitgangssignaal. Wanneer de stroom een ​​hoog signaal detecteert, is er metaal aanwezig. Maar als er geen metaal aanwezig is, is het signaal laag.

Over het algemeen is de TDA061 een dubbel in-line pakket met acht pinnen.

Spiraal ontvangen

Metaaldetector Ontvangstspoel

De ontvangstspoel bestaat uit een 30 AWG geëmailleerde koperdraad. Als alternatief kunt u het vervangen door elk geleidend materiaal dat in een spoel is gewikkeld.

Nadat u de ontvangen spoel hebt opgerold, moet u nogmaals controleren en bevestigen dat u een diameter van 5,8 cm heeft. Het totale aantal windingen dat wordt gebruikt om deze spoel te maken, varieert van 140 tot 150.

Het circuit

TDA0161 Metaaldetector Schakelschema

De schakeling die we voor dit voorbeeld zullen gebruiken is een LC-schakeling. Het heeft de spoel en de condensator parallel geschakeld. Het circuit resoneert wanneer er een soortgelijk frequentiemateriaal in de buurt is. Zowel de condensatoren als de indicatoren worden afwisselend opgeladen.

Wanneer de condensator volledig is opgeladen, stroomt de lading naar de inductor. De inductor begint met opladen wanneer de condensator in andere gevallen geen lading heeft. Hiervoor onttrekt de condensator lading aan de spoel.

Als gevolg hiervan neemt de lading van de inductor af. Het leidt tot het oplaadproces van de condensator om de inductor te vullen. Kortom, de inductiespoelen zijn opslagapparaten voor magnetische velden. Aan de andere kant zijn condensatoren opslagapparaten voor elektrische velden.

Gedetailleerde uitleg van het circuit en de resultaten

Je hebt al je componenten aangesloten en uitgestald, dus het is nu tijd om te beginnen. Laten we diep in het experiment duiken.

• Het LC-circuit, inclusief de L1 en C1, krijgt elke resonantiefrequentie tot een metalen afsluiting. Als gevolg hiervan zal de aantrekkingskracht van metaal en magneet een elektrisch veld creëren. Het resultaat zal leiden tot de inductie van stroom in de spoel. Ten slotte zal het de signaalstroom door de ontvangstspoel veranderen.
• De variabele weerstand zal de waarde van de naderingssensor veranderen om gelijk te zijn aan het LC-circuit. Controleer tijdens het experiment de waarde die wordt gescoord wanneer de ontvangstspoel zich niet in de buurt van een metaal bevindt. Zodra de ontvangstspoel metaal detecteert, veranderen de faseterugkoppelingssignalen.
• De nabijheidsdetector detecteert de signaalverandering en reageert. De uitgangssignalen van de naderingssensor zijn 1 mA als er geen metaaldetectie is. Als er metaal wordt gedetecteerd, is het resultaat 10 mA.
• Zodra de uitgang hoog is, geeft de R3-weerstand een positieve spanning aan de Q1-transistor. Als gevolg hiervan gaat Q1 branden, waardoor de LED gaat branden. Later zal de zoemer zoemen of een geluidssignaal geven. De R2-weerstand zal uiteindelijk de stroomsterkte beperken.

Metaaldetector met Arduino UNO

Arduino Uno

Je kunt ook een eenvoudige maar effectieve metaaldetector bouwen met behulp van een Arduino. Uw benodigdheden zullen variëren. Je zult ook wat moeten coderen. Als je ervoor kiest om deze route te volgen, zijn de gemeenschappelijke componenten:

• Triggerknop
• Een zijknop die wordt gebruikt om de frequentie in te stellen
• Overschakelen
• 3 AA-batterijen – 4,5 volt
• Een motor
• Eenvoudige ronde kop
• LED's
• Een spoel van draad
• Potentiometer
• Luidspreker
• Geleidend object

Zodra je je circuit hebt aangesloten, zouden je schema's er als volgt uit moeten zien.

Arduino metaaldetector schematisch diagram

De bovenstaande setup gebruikt een Arduino UNO om een ​​DIP ATMega328 te programmeren. Verwijder om te beginnen de ATMega328 van het ontwikkelbord. Je voegt de ATMega328 en de andere circuitonderdelen toe aan een preboard.

Het batterijpakket voedt de ATmega328. Het voedt ook de oscillator en de motor met LED's.

Nu is het tijd om uw code te schrijven. Om te beginnen moet je een goed begrip hebben van eenvoudige programmeerprincipes. Je hebt setup-functies, interrupt-functies en loop-functies nodig.

Uw code zou er als volgt uit moeten zien:

Instelfunctie

Instellingsfunctie metaaldetector

Onderbrekingsfunctie

Onderbrekingsfunctie metaaldetector

Loop-functie

Metaaldetectorlusfunctie

Met deze schakeling kun je geleidende objecten oppikken. Deze omvatten kleine metalen voorwerpen die de spoel met de laagste gevoeligheidsinstelling gebruiken.

Stalen ringen, munten en schroeven pak je op met de hoogste stand. Als u het bereik van de detector wilt vergroten, moet u de stroom door de spoel verhogen.

Voor het grootste deel is een dubbele voeding voldoende. Over het algemeen kunt u het aantal draadwikkels dat wordt gebruikt om de spoel te maken, vergroten.

Er is een leercurve aan deze build. Het is echter geavanceerder. Met dit in gedachten kan dit circuit meer dan eenvoudige circuits. Dit circuit kan op de lange termijn een breed scala aan detectoren bouwen.

Bijvoorbeeld een draagbare metaaldetector en zelfs een draagbare kunstmetaaldetector. Als je ervoor kiest om groot te worden, kun je een industriële metaaldetector bouwen.

Toepassingen

Een metaaldetector gebruiken voor schatzoeken

• Metalen identificatie zoals goud, ijzer of zilver.
• Scannen op metalen voorwerpen, ongewenste voorwerpen, anorganische materialen.
• Kaart van geologische structuren.

Conclusie

De grenzen waarbinnen u kunt experimenteren met metaaldetectorcircuits zijn grenzeloos. Je kunt proberen te innoveren of zelfs uit te vinden op basis van de kennis die je nu hebt.

Kortom, als dit stuk zinspeelde op iets dat je interessant vond, ben je hier aan het juiste adres. Als je klaar bent om de circuitwereld verder te verkennen, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen. We staan ​​open voor al uw PCB-behoeften om detectoren te ontwikkelen.