Можете да намерите металдетектор на летища, театри и различни други обществени места. Те се използват за безопасността на хората, за да открият всеки, който носи метал (оръжие и др.). В този проект ще проектираме проста верига за металдетектор. Има толкова много конструкции на металотърсачи, но повечето от тях са сложни по дизайн, така че тук ще проектираме проста схема на металотърсач, използвайки 555 IC Timer.
Преди да продължим по-нататък, трябва да разберем концепцията за индукторни и RLC вериги. Нека първо поговорим за индукторите. Индукторите не са нищо друго освен намотки от емайлирана медна тел се предлага в различни форми и размери. Въз основа на различни параметри се изчислява индуктивността на индуктор. Във всички тези параметри ние основно се интересуваме от сърцевината на индуктора, тъй като в зависимост от сърцевината стойността на индуктивността се променя драстично.
На фигурата по-долу можете да видите индукторите с въздушно сърцевина. В тези индуктори няма да има твърдо ядро. Те са основно бобини, оставени във въздуха. Средата на потока от магнитно поле, генерирано от индуктор, не е нищо или въздух. Тези индуктори имат индуктивности с много по-малка стойност.
Тези индуктори се използват, когато има нужда от стойности на малко микро Хенри. За стойности, по-големи от няколко мили, те не са подходящи. На фигурата по-долу можете да видите индуктори от феритна сърцевина,
Когато индукторната намотка е навита върху сърцевина, може да бъде феритна или желязна сърцевина, индуктивността на намотката се увеличава значително. Тази стойност е много повече от въздушната сърцевина със същия размер и форма.
Сега за RLC верига, както е показано на фигура, реактивното съпротивление или импедансът между клеми „а“ и „в“ зависи от стойностите на L и C, ако приложената честота на сигнала е постоянна.
Така че, ако стойността на индуктивността промени стойността на реактивно съпротивление или импеданс. Как тези две концепции се използват заедно за верига на металотърсач, е обяснено в работния раздел на този проект.
Компоненти на веригата на металотърсача
- +9 захранващо напрежение
- 555 IC
- 47KΩ резистор
- 2.2µF кондензатор (2 броя)
- Високоговорител (8Ω)
- 170 оборота от бобина с диаметър 10 см (всеки габарит ще работи)
Схема и работа на металотърсача
Фигурата показва електрическата схема на металотърсача. Таймерът 555 IC действа тук като генератор на квадратни вълни и генерира импулси с честоти, чуваеми за човека. Кондензаторът между pin2 и pin1 не трябва да се променя, тъй като е необходимо да се генерират звукови честоти.
Във веригата има RLC верига, образувана от резистор 47K, кондензатор 2.2µF и индуктор 150 оборота. Тази RLC схема е частта за откриване на метал. Сега, както беше споменато по-рано в предишния раздел, индуктор с метална сърцевина има висока стойност на индуктивност над въздушна сърцевина.
Не забравяйте, че навитата намотка тук е с въздушна сърцевина, така че когато метална част се доближи до намотката, металната част действа като сърцевина на индуктора с въздушна сърцевина. Чрез този метал, действащ като сърцевина, индуктивността на намотката се променя или увеличава значително. С това внезапно увеличаване на индуктивността на намотката общото съпротивление или импеданс на RLC веригата се променя със значително количество в сравнение без металната част.
Отначало, когато няма метално парче, сигналът, подаван към високоговорителя, предизвиква някакъв звуков звук. Сега с промяната на реактивното съпротивление около RLC веригата сигналът, изпратен към високоговорителя, вече няма да бъде същият като преди, поради което звукът, произведен от високоговорителя, ще бъде различен от първия.
Така че, когато метал се доближи до бобината, импедансът на RLC се променя, което прави сигнала да се променя, което води до промяна на звука, генериран в високоговорителя. Можете също да проверите този метален детектор, базиран на Arduino.
Общи съвети:
- Емайлът трябва да се отстрани на върховете на намотката за запояване на връзки.
- С различен габарит ще имаме различен RLC импеданс, така че трябва да експериментираме със съпротивление в RLC верига за откриване на чувствителни метали.
- Високоговорителят може да бъде от всякакъв тип. Но при съпротивление по-малко от 8Ω, таймерът може да се нагрее.
- Използвайте захранващо напрежение по-високо от 5V.