Circuit simplu detector de metale

Puteți găsi un detector de metale la aeroporturi, teatre și diverse alte locuri publice. Sunt folosite pentru siguranța oamenilor pentru a detecta pe oricine care poartă un metal (brațe etc.). În acest proiect vom proiecta un circuit detector de metale simplu. Există atât de multe modele de detectoare de metale, dar cele mai multe dintre ele au un design complex, așa că aici vom proiecta un circuit simplu de detector de metale utilizând 555 Timer IC.

Înainte de a merge mai departe, trebuie să înțelegem conceptul de circuite inductor și RLC. Să vorbim mai întâi despre inductori. Inductoarele nu sunt altceva decât bobine de sârmă de cupru emailată, cu diferite forme și dimensiuni. Pe baza diferiților parametri se calculează inductanța unui inductor. În toți acești parametri, suntem, în principiu, interesați de nucleu pe inductor, deoarece în funcție de nucleu, valoarea inductanței se schimbă drastic.

În figura de mai jos puteți vedea inductoarele cu miez de aer, în aceste inductoare nu va exista miez solid. Practic sunt bobine lăsate în aer. Mediul de curgere al câmpului magnetic generat de inductor nu este nimic sau aer. Acești inductori au inductanțe de foarte mică valoare.

Acești inductori sunt utilizați atunci când este nevoie de valori pentru câțiva micro Henry. Pentru valori mai mari de câțiva mili, acestea nu sunt potrivite. În figura de mai jos puteți vedea un inductor al miezului de ferită,

Când bobina inductor este înfășurată pe un miez poate fi ferită sau un miez de fier, inductanța bobinei crește enorm. Această valoare este mult mai mult decât aerul cu miez de aceeași dimensiune și formă.

Acum, pentru un circuit RLC așa cum se arată în figură, reactanța sau impedanța dintre bornele „a” și „c” depinde de valorile L și C dacă frecvența semnalului aplicat este constantă.

Deci, dacă valoarea inductanței modifică valoarea reactanței sau a impedanței. Modul în care aceste două concepte sunt utilizate împreună pentru un circuit detector de metale, este explicat în secțiunea de lucru a acestui proiect.

Componente ale circuitului detectorului de metale

• +9 tensiune de alimentare
• 555 IC
• Rezistor de 47KΩ
• Condensator 2.2µF (2 bucăți)
• Difuzor (8Ω)
• 170 Rotiri ale bobinei de 10 cm diametru (orice ecartament ar funcționa)

Schema circuitului detectorului de metale și funcționarea

Figura arată schema circuitului detectorului de metale. Timerul 555 IC acționează aici ca un generator de unde pătrate și generează impulsuri cu frecvențe audibile pentru om. Condensatorul dintre pin2 și pin1 nu ar trebui să fie schimbat, deoarece este necesar pentru a genera frecvențe sonore.

În circuit există un circuit RLC format din rezistor de 47K, condensator de 2,2µF și inductor de 150 de ture. Acest circuit RLC este partea de detectare a metalelor. Așa cum am menționat mai devreme în secțiunea anterioară, un inductor cu miez metalic are o valoare ridicată a inductanței față de unul cu miez de aer.

Amintiți-vă că bobina înfășurată aici este una cu miez de aer, așa că atunci când o piesă metalică este adusă lângă bobină, piesa de metal acționează ca un miez pentru inductorul cu miez de aer. Prin acest metal care acționează ca un miez, inductanța bobinei se modifică sau crește considerabil. Odată cu această creștere bruscă a inductanței bobinei, reactanța totală sau impedanța circuitului RLC se modifică cu o cantitate considerabilă în comparație fără piesa metalică.

La început, când nu există nici o piesă de metal, semnalul transmis către difuzor provoacă un sunet sonor. Acum, odată cu schimbarea reactanței în jurul circuitului RLC, semnalul trimis către difuzor nu va mai fi același ca înainte, din această cauză sunetul produs de difuzor va fi diferit de primul.

Deci, ori de câte ori un metal este adus în apropierea bobinei, impedanța RLC se schimbă, făcând semnalul să se schimbe, rezultând o variație a sunetului generat în difuzor. De asemenea, puteți verifica acest detector de metale pe bază de Arduino.

Sfaturi comune:

• Smalțul trebuie îndepărtat la vârfurile bobinei pentru conexiunile de lipit.
• Cu ecartament diferit, vom avea o impedanță RLC diferită, deci ar trebui să experimentați rezistența în circuitul RLC pentru detectarea metalelor sensibile.
• Difuzorul poate fi de orice tip. Dar cu o rezistență mai mică de 8Ω, cronometrul s-ar putea încălzi.
• Folosiți o tensiune de alimentare mai mare de 5V.