Импульсный индукционный металлоискатель на базе Arduino своими руками: 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Это относительно простой металлоискатель с отличными характеристиками.

Шаг 1. Диапазон покрытия

Этот детектор может обнаруживать небольшую металлическую монету на расстоянии 15 сантиметров, а более крупные металлические предметы - до 40-50 см.

Шаг 2: Введение

Системы импульсной индукции (PI) используют одну катушку как передатчик, так и приемник. Эта технология посылает мощные короткие импульсы тока через катушку с проводом. Каждый импульс создает короткое магнитное поле. Когда импульс заканчивается, магнитное поле меняет полярность и очень внезапно схлопывается, что приводит к резкому электрическому всплеску. Этот всплеск длится несколько микросекунд и вызывает прохождение другого тока через катушку. Этот ток называется отраженным импульсом и очень короткий, длится всего около 30 микросекунд. Затем отправляется еще один импульс, и процесс повторяется. Если кусок металла попадает в зону действия силовых линий магнитного поля, приемная катушка может обнаружить изменение как амплитуды, так и фазы принятого сигнала. Величина изменения амплитуды и изменения фазы является показателем размера и расстояния до металла, а также может использоваться для различения черных и цветных металлов.

Шаг 3: Сборка

Я нашел хороший образец ПИ-детектора на сайте N. E. C. O. проекты. Этот металлоискатель - симбиоз Arduino и Android. В Play Store вы можете загрузить бесплатную версию приложения Spirit PI, которая полностью функциональна, но вы также можете купить профессиональную версию, которая имеет несколько отличных опций. Связь между смартфоном и Arduino осуществляется с помощью модуля Bluetooth HC 05, но вы можете использовать любой адаптер Bluetooth, на котором необходимо установить скорость передачи данных 115200 бод. Исходная схема приведена на рисунке выше.

Шаг 4: модифицированная схема

Я внес несколько незначительных изменений в исходную схему, чтобы улучшить характеристики устройства. На место резистора на 150 Ом поставил тримерный потенциометр номиналом 47 кОм. Этот тример регулирует ток через катушку. При увеличении его значения увеличивается ток через катушку и повышается чувствительность устройства. Вторая модификация - подстроечный резистор 100кОм вместо штатного резистора 62кОм. С помощью этого тримера мы устанавливаем напряжение около 4,5 В на вход A0 на Arduino, потому что я заметил, что для разных операционных усилителей и рабочих напряжений значение этого резистора должно быть разным.

В этом конкретном случае для питания устройства я использую 4 литий-ионных аккумулятора, подключенных последовательно, так что напряжение превышает 15 В. Поскольку Arduino принимает максимальное входное напряжение 12 В, я установил стабилизатор на 5 В (7805) на небольшой радиатор для питания Arduino напрямую на вывод + 5 В.

Шаг 5: Катушка

Катушка изготовлена из изолированной медной проволоки диаметром 0,4 мм и содержит 25 витков в форме круга диаметром 19 см. При окончательной обработке необходимо следить за тем, чтобы поблизости не было металлических предметов. катушка (элементы склеивать клеем, а не саморезами)

Как видно на видео, небольшую металлическую монету можно обнаружить на расстоянии 10-15 сантиметров, а более крупный металлический объект - 30-40 сантиметров и более. Это отличные результаты, если учесть, что изготовление и настройка устройства относительно просты.