Havaalanlarında, tiyatrolarda ve diğer çeşitli halka açık yerlerde bir metal detektörü bulabilirsiniz. İnsanların güvenliği için metal taşıyan herkesi (kollar vb.) Tespit etmek için kullanılır. Bu projede basit bir metal dedektör devresi tasarlayacağız. Çok fazla metal dedektör tasarımı var, ancak çoğu tasarım açısından karmaşık, bu yüzden burada 555 Zamanlayıcı IC kullanarak basit bir metal dedektör devresi tasarlayacağız.
Daha ileri gitmeden önce indüktör ve RLC devreleri kavramını anlamamız gerekiyor. İlk önce indüktörler hakkında konuşalım. İndüktörler hiçbir şey değildir, ancak emaye bakır tel bobinleri farklı şekil ve boyutlarda gelir. Çeşitli parametrelere dayanarak bir indüktörün endüktansı hesaplanır. Tüm bu parametrelerde, çekirdeğe bağlı olarak temelde indüktördeki çekirdekle ilgileniyoruz, endüktans değeri büyük ölçüde değişiyor.
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 mikro Henry değerine ihtiyaç duyulduğunda kullanılır. Birkaç miliden büyük değerler için bunlar uygun değildir. Aşağıdaki şekilde bir ferrit çekirdekli indüktör görebilirsiniz,
İndüktör bobini bir çekirdek üzerine sarıldığında ferrit veya demir çekirdek olabilir, bobinin endüktansı büyük ölçüde artar. Bu değer, aynı boyut ve şekildeki havanın özünden çok daha fazladır.
Şimdi şekilde gösterildiği gibi bir RLC devresi için, "a" ve "c" terminalleri arasındaki reaktans veya empedans, uygulanan sinyal frekansı sabitse L ve C değerlerine bağlıdır.
Dolayısıyla, endüktans değeri değişirse reaktansın değeri veya empedans değişir. Bu iki kavramın bir metal dedektör devresi için birlikte nasıl kullanıldığı bu projenin çalışma bölümünde anlatılmıştır.
Metal Dedektör Devresi Bileşenleri
- +9 besleme gerilimi
- 555 IC
- 47KΩ direnç
- 2.2µF kapasitör (2 adet)
- Hoparlör (8Ω)
- 170 10cm çapında bobin dönüşleri (herhangi bir ölçü çalışabilir)
Metal Dedektör Devre Şeması ve Çalışması
Şekil, metal dedektörünün devre şemasını göstermektedir. 555 IC zamanlayıcı burada bir kare dalga üreteci görevi görür ve insan tarafından duyulabilen frekanslarda darbeler üretir. Pin2 ile pin1 arasındaki kondansatör, sesli frekanslar oluşturması gerektiğinden değiştirilmemelidir.
Devrede 47K direnç, 2.2µF kondansatör ve 150 tur indüktörden oluşan bir RLC devresi bulunmaktadır. Bu RLC devresi, metal algılama parçasıdır. Şimdi, önceki bölümde daha önce belirtildiği gibi, bir metal çekirdekli indüktör, hava çekirdekli bir indüktans değerine göre yüksek bir endüktans değerine sahiptir.
Buradaki bobinin hava çekirdekli olduğunu unutmayın, bu nedenle bobinin yanına metal bir parça 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, RLC devresinin genel reaktansı veya empedansı, metal parça olmadan karşılaştırıldığında önemli miktarda değişir.
İlk başta metal parça olmadığında hoparlöre beslenen sinyal bir miktar duyulabilir sese neden olur. Şimdi, RLC devresi etrafındaki reaktans değişikliğiyle, hoparlöre gönderilen sinyal artık eskisi ile aynı olmayacaktır, çünkü bu nedenle hoparlör tarafından üretilen ses, ilkinden farklı olacaktır.
Bu nedenle, bobinin yanına bir metal getirildiğinde, RLC'nin empedansı değişir ve sinyalin değişmesine neden olarak hoparlörde üretilen seste farklılaşmaya neden olur. Ayrıca bu Arduino tabanlı metal dedektörü de kontrol edebilirsiniz.
Genel İpuçları:
- Lehim bağlantıları için bobin uçlarındaki emaye çıkarılmalıdır.
- Farklı gösterge ile farklı RLC empedansına sahip olacağız, bu nedenle hassas metal tespiti için RLC devresinde dirençle deney yapmalıyız.
- Hoparlör herhangi bir türde olabilir. Ancak 8Ω'den daha düşük dirençle zamanlayıcı ısınabilir.
- 5V'den yüksek besleme voltajı kullanın.