Arduino Nano Pulse-Inductie Metaaldetector – DIY Kit & Handleiding

Onderdelen en Benodigdheden

Benodigd Gereedschap

• Solderbout

Over dit Project

Pulse Inductie (PI) gebruikt één spoel als zender en ontvanger. Korte, krachtige stroompulsen creëren een magneetveld. Bij pulseeinde keert het veld om en kollapt, wat een scherpe elektrische piek (gereflecteerde puls) van ~30 µs geeft. Metaal in de buurt verandert amplitude en fase van het ontvangen signaal – dit geeft grootte, diepte en type metaal (ferro/non-ferro) aan.

Basis ontworpen door N.E.C.O. Projects. Communicatie met smartphone via HC-05 Bluetooth (baud 115200). Android-app: Spirit PI (gratis/pro op Play Store).

Wijzigingen t.o.v. Origineel

1. 150Ω → 47kΩ trimpot: regelt spoelstroom → gevoeligheid instelbaar.
2. 62kΩ → 100kΩ trimpot: stelt ~4.5V op A0 in (compenseert OpAmp/voeding variaties).
3. Voeding: 4x Li-ion in serie (>15V). Arduino max 12V → LM7805 (met koelbody) op +5V pin.

Spoel

Geïsoleerde koperdraad 0.4mm, 25 windingen, cirkelvormig, Ø19 cm. Geen metalen schroeven/lijm nabij spoel.

Prestaties

Kleine munt: 10-15 cm. Groter metaal: 30-40+ cm. Uitstekend voor de eenvoud.

Code

#include <EEPROM.h>

#define pulsePin 2
int timer = 200;
const int button1 = 12;
char data;

// EEPROM opslag
int addr_duty = 0, addr_freq = 1;
int stored_value, duty_cycle, freq;
int duty_def_value = 10, freq_def_value = 60;

// Balans
int value_count = 0, value_count_def = 100;
int balance_value = 0, balance_value_temp = 0;

unsigned long startMillis, currentMillis;
long period = 100000; // µs

// Batterijmeting
float resistencia1 = 101000, resistencia2 = 10000;
float const arefVolt = 4.8;
float voutv, vinv;
unsigned long startMillisVolts, currentMillisVolts;
long periodVolts = 2000;
int sensorValue;

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  readFromStorage(addr_duty); duty_cycle = stored_value;
  readFromStorage(addr_freq); freq = stored_value;
  if (duty_cycle == 0 || duty_cycle == 255) { writeToStorage(duty_def_value, addr_duty); readFromStorage(addr_duty); duty_cycle = stored_value; }
  if (freq == 0 || freq == 255) { writeToStorage(freq_def_value, addr_freq); readFromStorage(addr_freq); freq = stored_value; }
  pinMode(pulsePin, OUTPUT);
}

void loop() {
  currentMillis = micros();
  currentMillisVolts = millis();

  if (Serial.available() > 0) {
    data = Serial.read();
    setDutyAndFreq(data);
  }

  if (currentMillis - startMillis >= period) {
    period = 1000000 / freq;
    digitalWrite(pulsePin, HIGH);
    duty_cycle_temp = duty_cycle * 10;
    delayMicroseconds(duty_cycle_temp);
    digitalWrite(pulsePin, LOW);
    for (int i = 0; i < 3; i++) sensorValue = analogRead(A0);
    delayMicroseconds(10);
    sensorValue = analogRead(A0) / 5;
    sendData();
    startMillis = currentMillis;
  }

  if (currentMillisVolts - startMillisVolts >= periodVolts) {
    lecturaVoltios();
    startMillisVolts = currentMillisVolts;
  }
}

void writeToStorage(int valor, int addr) { EEPROM.write(addr, valor); }
int readFromStorage(int addr) { stored_value = EEPROM.read(addr); return stored_value; }

void setDutyAndFreq(char valor) {
  if (valor == 'n') { readFromStorage(addr_duty); duty_cycle = stored_value + 1; writeToStorage(duty_cycle, addr_duty); }
  else if (valor == 'm') { readFromStorage(addr_duty); duty_cycle = stored_value - 1; writeToStorage(duty_cycle, addr_duty); }
  else if (valor == 'j') { readFromStorage(addr_freq); freq = stored_value + 10; writeToStorage(freq, addr_freq); }
  else if (valor == 'k') { readFromStorage(addr_freq); freq = stored_value - 10; writeToStorage(freq, addr_freq); }
  else if (valor == 'p') { writeToStorage(0, addr_freq); writeToStorage(0, addr_duty); }
}

void lecturaVoltios() {
  vinv = 0;
  for (int i = 0; i < 100; i++) {
    voutv = (analogRead(A7) * arefVolt) / 1023.0;
    vinv += voutv / (resistencia2 / (resistencia1 + resistencia2));
    if (vinv < 0.9) vinv = 0;
  }
  vinv /= 100;
}

void sendData() {
  String data = "<";
  data += sensorValue; data += "/";
  data += freq; data += "/";
  data += duty_cycle; data += "/";
  data += vinv; data += ">";
  Serial.println(data);
  // Bluetooth output optioneel
}

Schema

Schema-afbeelding bijgevoegd. Let op: de HC-05 moet op 115200 baud ingesteld staan. De app 'Spirit PI' stuurt commando's (n/m/j/k/p) voor duty/freq/balans.