جهاز كشف المعادن اردوينو: 4 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:41

Arduino هي شركة برامج وأجهزة كمبيوتر مفتوحة المصدر ومشروع ومجتمع مستخدمين تقوم بتصميم وتصنيع وحدات تحكم دقيقة أحادية اللوحة ومجموعات وحدات تحكم دقيقة لبناء الأجهزة الرقمية والأشياء التفاعلية التي يمكنها استشعار الأشياء والتحكم فيها في العالم المادي والرقمي.

في Instructable ، سنصنع جهاز الكشف عن المعادن. ملاحظة: هذا ليس مخصصًا للمبتدئين.

جهاز الكشف عن المعادن هو أداة إلكترونية تكتشف وجود المعادن في مكان قريب. أجهزة الكشف عن المعادن مفيدة في العثور على شوائب معدنية مخبأة داخل الأشياء ، أو أجسام معدنية مدفونة تحت الأرض.

لكن جهاز الكشف عن المعادن الذي سنصنعه لن يكون مفيدًا في الحالات الفعلية ، إنه فقط للمتعة والتعلم.

الخطوة 1: المواد المطلوبة

1. اردوينو نانو
2. لفه
3. 10 nF مكثف
4. بيزو الجرس
5. 1 كيلو المقاوم
6. 330 أوم المقاوم
7. قاد
8. 1N4148 ديود
9. اللوح
10. أسلاك العبور
11. بطارية 9 فولت

الخطوة 2: مخطط الدائرة

لقد استخدمنا Arduino Nano للتحكم في مشروع جهاز الكشف عن المعادن بالكامل. يتم استخدام LED و Buzzer كمؤشر للكشف عن المعادن. يتم استخدام ملف ومكثف للكشف عن المعادن. يستخدم الصمام الثنائي للإشارة أيضًا لتقليل الجهد. ومقاوم لقصر التيار على دبوس اردوينو.

عندما يقترب أي معدن من الملف ، يغير الملف محاثة. هذا التغيير في المحاثة يعتمد على نوع المعدن. يتناقص بالنسبة للمعادن غير المغناطيسية ويزيد في المواد المغناطيسية مثل الحديد. اعتمادًا على جوهر الملف ، تتغير قيمة الحث بشكل كبير. في الشكل أدناه يمكنك أن ترى المحاثات ذات القلب الهوائي ، في هذه المحاثات ، لن يكون هناك لب صلب. هم أساسا لفائف تركت في الهواء. إن وسط تدفق المجال المغناطيسي الناتج عن المحرِّض ليس شيئًا أو هواء. هذه المحرِّضات لها قيمة أقل بكثير.

يتم استخدام هذه المحرِّضات عند الحاجة إلى قيم قليلة من نوع microHenry. بالنسبة للقيم التي تزيد عن بضع ملي هنري ، فهذه ليست مناسبة. في الشكل أدناه يمكنك رؤية مغو مع قلب حديدي. محث قلب الفريت له قيمة محاثة كبيرة جدًا.

تذكر أن ملف الملف هنا عبارة عن ملف محفور بالهواء ، لذلك عندما يتم إحضار قطعة معدنية بالقرب من الملف ، تعمل القطعة المعدنية كنواة لمحث الهواء. من خلال عمل هذا المعدن كقلب ، يتغير تحريض الملف أو يزيد بشكل كبير. مع هذه الزيادة المفاجئة في محاثة الملف ، يتغير التفاعل أو الممانعة الكلية لدائرة LC بمقدار كبير عند مقارنتها بدون القطعة المعدنية.

الخطوة الثالثة: كيف تعمل؟

إن عمل جهاز الكشف عن المعادن من Arduino أمر صعب بعض الشيء. نقدم هنا موجة الكتلة أو النبضة ، التي تم إنشاؤها بواسطة Arduino ، إلى مرشح التمرير العالي LR. نتيجة لذلك ، سيتم إنشاء طفرات قصيرة بواسطة الملف في كل انتقال. يتناسب طول النبضة للمسامير المتولدة مع محاثة الملف. لذلك بمساعدة نبضات سبايك هذه ، يمكننا قياس محاثة الملف. ولكن من الصعب هنا قياس الحث بدقة باستخدام تلك النتوءات لأن هذه المسامير قصيرة جدًا (حوالي 0.5 ميكروثانية) ومن الصعب جدًا قياسها بواسطة Arduino.

لذا بدلاً من ذلك ، استخدمنا مكثفًا مشحونًا بالنبض الصاعد أو السنبلة. وتطلب الأمر بضع نبضات لشحن المكثف إلى النقطة التي يمكن فيها قراءة جهده بواسطة دبوس Arduino التناظري A5. ثم قرأ Arduino جهد هذا المكثف باستخدام ADC. بعد قراءة الجهد ، يتم تفريغ المكثف بسرعة عن طريق جعل دبوس capPin كإخراج وضبطه على مستوى منخفض. تستغرق هذه العملية برمتها حوالي 200 ميكروثانية لتكتمل. للحصول على نتيجة أفضل ، نكرر القياس وأخذنا متوسط النتائج. هذه هي الطريقة التي يمكننا بها قياس الحث التقريبي للملف. بعد الحصول على النتيجة نقوم بنقل النتائج إلى LED والجرس للكشف عن وجود المعدن. تحقق من الكود الكامل الوارد في نهاية هذه المقالة لفهم العمل.

يتم تقديم كود Arduino الكامل في نهاية هذه المقالة. في جزء البرمجة من هذا المشروع ، استخدمنا دبابيس Arduino ، أحدهما لتوليد موجات الكتلة ليتم تغذيتها في Coil والثاني دبوس تناظري لقراءة جهد المكثف. بخلاف هذين الدبابيس ، استخدمنا دبابيس Arduino أخرى لتوصيل LED والجرس. يمكنك التحقق من الكود الكامل والفيديو التوضيحي لجهاز Arduino Metal Detector أدناه. يمكنك أن ترى أنه عندما يكتشف بعض المعادن ، يبدأ LED و Buzzer في الوميض بسرعة كبيرة.

الخطوة 4: وقت الترميز

نُشر في الأصل على Circuit Digest بقلم صدام