Paprasta metalo detektoriaus grandinė

Metalo detektorių galite rasti oro uostuose, teatruose ir įvairiose kitose viešose vietose. Jie naudojami žmonių saugumui aptikti visus, nešiojančius metalą (ginklus ir kt.). Šiame projekte mes suprojektuosime paprastą metalo detektoriaus grandinę. Yra tiek daug metalo detektoriaus konstrukcijų, tačiau dauguma jų yra sudėtingo dizaino, todėl čia mes suprojektuosime paprastą metalo detektoriaus grandinę naudodami 555 Timer IC.

Prieš eidami toliau, turime suprasti induktoriaus ir RLC grandinių sampratą. Pirmiausia pakalbėkime apie induktorius. Induktoriai yra ne kas kita, o emaliuotos varinės vielos ritės yra skirtingų formų ir dydžių. Pagal įvairius parametrus apskaičiuojamas induktoriaus induktyvumas. Visais šiais parametrais mus iš esmės domina induktoriaus šerdis, nes priklausomai nuo šerdies, induktyvumo vertė smarkiai keičiasi.

Žemiau esančiame paveikslėlyje matote induktorius su oru, šiuose induktoriuose nebus tvirto šerdies. Iš esmės tai yra ore paliktos ritės. Induktoriaus sukurta magnetinio lauko srauto terpė yra niekas arba oras. Šie induktoriai turi labai mažą induktyvumą.

Šie induktoriai naudojami, kai reikia kelių mikro Henry reikšmių. Didesnėms nei kelios mili vertėms tai netinka. Žemiau esančiame paveiksle galite pamatyti ferito šerdies induktorius,

Kai induktyvinė ritė suvyniojama ant šerdies, gali būti feritas arba geležinė šerdis, ritės induktyvumas labai padidėja. Ši vertė yra daug didesnė už to paties dydžio ir formos oro šerdį.

RLC grandinei, kaip parodyta paveiksle, reaktyvumas arba varža tarp gnybtų „a“ ir „c“ priklauso nuo L ir C reikšmių, jei taikomas signalo dažnis yra pastovus.

Taigi, jei induktyvumo vertė keičia reaktyvumo ar impedanso vertę. Kaip šios dvi sąvokos vartojamos kartu metalo detektoriaus grandinei, paaiškinta šio projekto darbo skyriuje.

Metalo detektoriaus grandinės komponentai

• +9 maitinimo įtampa
• 555 IC
• 47KΩ rezistorius
• 2.2µF kondensatorius (2 vnt.)
• Garsiakalbis (8Ω)
• 170 10 cm skersmens ritės posūkiai (bet koks matuoklis veiktų)

Metalo detektoriaus grandinės schema ir darbas

Paveikslėlyje parodyta metalo detektoriaus schema. 555 IC laikmatis čia veikia kaip kvadratinių bangų generatorius ir generuoja impulsus, kurių dažniai girdimi žmogui. Kondensatoriaus tarp pin2 ir pin1 nereikėtų keisti, nes reikia generuoti girdimus dažnius.

Grandinėje yra RLC grandinė, kurią sudaro 47K rezistorius, 2,2µF kondensatorius ir 150 apsisukimų induktorius. Ši RLC grandinė yra metalo aptikimo dalis. Kaip minėta anksčiau ankstesniame skyriuje, metalinio šerdies induktyvumas turi didelę induktyvumo vertę, palyginti su oru su šerdimi.

Prisiminkite, kad ritė yra suvyniota oru, taigi, kai metalinė dalis yra priartinta prie ritės, metalinė dalis veikia kaip oro šerdies induktoriaus šerdis. Šis metalas, veikiantis kaip šerdis, ritės induktyvumas žymiai pasikeičia arba padidėja. Staiga padidinus ritės induktyvumą, bendras RLC grandinės reaktyvumas arba varža pakinta žymiai, lyginant be metalo.

Iš pradžių, kai nėra metalo gabalo, garsiakalbiui tiekiamas signalas sukelia tam tikrą girdimą garsą. Dabar pasikeitus reaktyvumui aplink RLC grandinę, garsiakalbiui siunčiamas signalas nebebus toks pat kaip anksčiau, todėl garsiakalbio sukurtas garsas skirsis nuo pirmojo.

Taigi, kai metalas priartinamas prie ritės, RLC varža keičiasi, todėl signalas keičiasi, todėl garsiakalbio generuojamas garsas kinta. Taip pat galite patikrinti šį „Arduino“ pagrindu pagamintą metalo detektorių.

Dažni patarimai:

• Emalį reikia nuimti ritės galiukuose, kad būtų galima lituoti jungtis.
• Skirtingu matuokliu mes turėsime skirtingą RLC impedanciją, todėl reikėtų eksperimentuoti su atsparumu RLC grandinėje, kad būtų galima aptikti jautrų metalą.
• Garsiakalbis gali būti bet kokio tipo. Bet kai varža mažesnė nei 8Ω, laikmatis gali įkaisti.
• Naudokite didesnę nei 5 V maitinimo įtampą.