Metal Dedektör Hava limanları, alışveriş merkezleri, sinema gibi çeşitli yerlerde zararlı olabilecek metalleri tespit etmek için kullanılan bir güvenlik cihazıdır. Daha önce mikrodenetleyicisiz çok basit bir Metal dedektörü yaptık, şimdi Metal Dedektörü yapıyoruz. Arduino kullanarak. Bu projede metallerin tespitinden sorumlu olacak bir bobin ve kondansatör kullanacağız. Burada, bu metal dedektör projesini inşa etmek için bir Arduino Nano kullandık. Bu, tüm elektronik severler için çok ilginç bir proje. Bu dedektörün yakınında herhangi bir metal tespit ettiği her yerde, zil çok hızlı bir şekilde biplemeye başlar.
Gerekli Bileşenler:
Aşağıdakiler, Arduino kullanarak basit bir DIY metal dedektörü oluşturmak için ihtiyaç duyacağınız bileşenlerdir. Tüm bu bileşenler, yerel donanım mağazanızda kolayca bulunabilmelidir.
- Arduino (herhangi biri)
- Bobin
- 10nF kapasitör
- Buzzer
- 1k direnç
- 330 ohm direnç
- LED
- 1N4148 diyot
- Breadboard veya PCB
- Atlama kablosunun bağlanması
- 9v Batarya
Metal dedektörü nasıl çalışır?
Bobinden bir miktar akım geçtiğinde, etrafında bir manyetik alan oluşturur. Ve manyetik alandaki değişiklik bir elektrik alanı oluşturur. Şimdi Faraday yasasına göre, bu Elektrik alan nedeniyle, bobin boyunca manyetik alandaki değişime karşı çıkan bir voltaj gelişir ve Bobin bu şekilde Endüktansı geliştirir, üretilen voltajın akımdaki artışa karşı çıkması anlamına gelir. Endüktans birimi Henry'dir ve Endüktansı ölçmek için formül:
L = (μ ο * N 2 * A) / l Burada, L- Henries'de Endüktans μο- Geçirgenlik, Hava için 4π * 10-7 N- Dönüş sayısı A- İç Çekirdek Alanı (πr 2) m 2 l - Bobinin metre cinsinden uzunluğu
Bobine herhangi bir metal yaklaştığında bobin endüktansını değiştirir. Endüktanstaki bu değişiklik metal tipine bağlıdır. Manyetik olmayan metal için azalır, demir gibi ferromanyetik malzemeler için artar.
Bobinin çekirdeğine bağlı olarak endüktans değeri büyük ölçüde değişir. Aşağıdaki şekilde hava çekirdekli indüktörleri görebilirsiniz, bu indüktörlerde katı çekirdek olmayacak. Temelde havada bırakılan bobinlerdir. İndüktör tarafından üretilen manyetik alanın akış ortamı hiçbir şey veya havadır. Bu indüktörlerin endüktansları çok düşüktür.
Bu indüktörler, birkaç microHenry değerine ihtiyaç duyulduğunda kullanılır. Birkaç miliHenry'den büyük değerler için bunlar uygun değildir. Aşağıdaki şekilde ferrit çekirdekli bir indüktör görebilirsiniz. Bu Ferrit Çekirdekli indüktör çok büyük endüktans değerine sahiptir.
Buraya sarılmış bobinin hava çekirdekli olduğunu unutmayın, bu nedenle metal bir parça bobinin yanına getirildiğinde, metal parça hava çekirdekli indüktör için bir çekirdek görevi görür. Çekirdek görevi gören bu metal sayesinde, bobinin endüktansı önemli ölçüde değişir veya artar. Bobinin endüktansındaki bu ani artışla, LC devresinin genel reaktansı veya empedansı, metal parça olmadan karşılaştırıldığında önemli miktarda değişir.
Yani burada, bu Arduino Metal Dedektörü Projesinde, metalleri tespit etmek için bobinin endüktansını bulmalıyız. Bunu yapmak için daha önce bahsettiğimiz LR devresini (Direnç-Endüktör Devresi) kullandık. İşte bu devrede, yaklaşık 20 dönüşlü veya 10 cm çapında sarım olan bir bobin kullandık. Biz kullandık boş bant rulo ve bobin yapmak etrafında tel sarın.
Devre şeması:
Bu Metal Dedektörü Projesinin tamamını kontrol etmek için bir Arduino Nano kullandık. Metal algılama göstergesi olarak LED ve Buzzer kullanılmıştır. Metallerin tespiti için bir Bobin ve kondansatör kullanılır. Gerilimi azaltmak için bir sinyal diyotu da kullanılır. Ve akımı Arduino piniyle sınırlandırmak için bir direnç.
Çalışma Açıklaması:
Bu Arduino Metal Dedektörünün çalışması biraz zor. Burada Arduino tarafından üretilen blok dalgasını veya darbeyi LR yüksek geçiş filtresine sağlıyoruz. Bundan dolayı, her geçişte bobin tarafından kısa sivri uçlar oluşturulacaktır. Üretilen sivri uçların darbe uzunluğu, bobinin endüktansı ile orantılıdır. Bu Spike darbelerinin yardımıyla Bobinin endüktansını ölçebiliriz. Ancak burada endüktansı bu sivri uçlarla kesin olarak ölçmek zordur çünkü bu sivri uçlar çok kısa sürelidir (yaklaşık 0,5 mikrosaniye) ve bunun Arduino tarafından ölçülmesi çok zordur.
Bunun yerine, yükselen darbe veya ani yükselme ile yüklenen bir kapasitör kullandık. Ve kapasitörün voltajının Arduino analog pin A5 tarafından okunabileceği noktaya kadar şarj edilmesi için birkaç darbe gerekiyordu. Daha sonra Arduino ADC kullanarak bu kondansatörün voltajını okudu. Voltaj okuduktan sonra kondansatör capPin pinini çıkış olarak alıp düşük olarak ayarlayarak hızlı bir şekilde boşaldı . Tüm bu sürecin tamamlanması yaklaşık 200 mikrosaniye sürer. Daha iyi sonuç için ölçümleri tekrarlıyoruz ve sonuçların ortalamasını alıyoruz. Bobinin yaklaşık endüktansını bu şekilde ölçebiliriz. Sonucu aldıktan sonra, metal varlığını tespit etmek için sonuçları LED'e ve zile aktarıyoruz. Çalışmayı anlamak için bu Makalenin sonunda verilen Tam kodu kontrol edin.
Tam Arduino kodu bu makalenin sonunda verilmiştir. Bu projenin programlama kısmında, biri Bobinde beslenecek blok dalgaları oluşturmak için ve kapasitör voltajını okumak için ikinci analog pin olmak üzere iki Arduino pini kullandık. Bu iki pin dışında LED ve buzzer bağlantısı için iki tane daha Arduino pini kullandık.
Aşağıdaki Arduino Metal Dedektörünün tam kodunu ve Tanıtım Videosunu kontrol edebilirsiniz. Bir metal algıladığında LED ve Buzzer'ın çok hızlı bir şekilde yanıp sönmeye başladığını görebilirsiniz.