En metaldetektor er en almindelig gadget, der bruges til at kontrollere folk, bagage eller sække i indkøbscentre, logi, filmkorridorer og så videre for at garantere, at personen ikke transporterer metaller eller ulovlige ting som våben, bomber og så videre. Metaldetektorer identificerer nærheden af metaller. Mange typer metaldetektorer kan ses på markedet. Disse inkluderer håndholdte metaldetektorer, gennemgangsmetaldetektorer, metaldetektorer til grundsøgning osv.
Metaldetektor kredsløb
Et simpelt metaldetektorkredsløb kan laves derhjemme i lille skala. I dette projekt skal vi lave et simpelt metaldetektorkredsløb ved hjælp af en nærhedsføler. Alle de anvendte komponenter er meget enkle og let tilgængelige på markedet.
Hvordan man designer et metaldetektorkredsløb ved hjælp af TDA0161?
Nu som vi ved, hvad vi skal gøre i dette projekt, lad os begynde at indsamle yderligere information ved at lave en komplet liste over komponenter og gennemgå en kort undersøgelse i første omgang.
Trin 1: Samling af komponenterne
Den bedste tilgang til at starte ethvert projekt er at lave en liste over komponenter og gennemgå en kort undersøgelse af disse komponenter, fordi ingen vil holde sig midt i et projekt bare på grund af en manglende komponent. En liste over komponenter, som vi skal bruge i dette projekt, er angivet nedenfor:
- TDA0161 Nærhedsdetektor IC
- 1k-ohm modstand
- 330 Ω modstand
- 100 Ω modstand
- 5 KΩ Potentiometer
- 2N2222 NPN-transistor
- Summer
- Kobbertråd til spole
- LED
- Veroboard
- Batteri
- Digitalt multimeter
Trin 2: Studere komponenterne
Da vi nu kender hovedkonceptet bag dette projekt, og vi også har en komplet liste over komponenter, går vi et skridt foran og gennemgår en kort undersøgelse af nogle hovedkomponenter, der vil blive brugt til at gøre f kredsløbet.
TDA0161 Nærhedsdetektor IC er en nærhedsdetektor Ic. Det er fremstillet af STMicroelectronics. Det bruges til at detektere metalgenstande. Den udfører denne opgave ved at opdage små ændringer i de højfrekvente hvirvelstrømstab. Ved hjælp af et evigt afstemt kredsløb fungerer TDA0161 IC som en oscillator. Udgangssignalet bestemmes af ændringen i forsyningsstrømmen. Dette betyder, at strømmen vil være høj, når et metal, der er modsat, vil være tæt på spolen, og strømmen vil være lav, hvis der ikke er noget metalgenstand i nærheden af spolen. TDA0161 IC består af 8 ben. Denne IC kommer i dual-inline-pakker.
TDA0161
2N2222 Transistor: Det er den mest kendte NPN bipolære junction transistor. Denne transistor bruges mest til skift og forstærkning. Hovedårsagen til dets berømmelse er, at det er billig, lille størrelse og dets evne til at håndtere en høj strømværdi sammenlignet med de lignende små transistorer. Normalt kan denne transistor håndtere en høj strømværdi på op til 800 mA. Denne transistor består af silicium eller germanium materiale. Under forstærkningsprocessen tilføres det analoge indgangssignal til samleren, og det udgangsforstærkede signal sendes til basen. dette analoge signal kan være et stemmesignal.
2N2222
Veroboard er et godt valg at lave et kredsløb, fordi den eneste hovedpine er at placere komponenter på Vero-board og bare lodde dem og kontrollere kontinuiteten ved hjælp af Digital Multi Meter. Når kredsløbets layout er kendt, skal du skære tavlen i en rimelig størrelse. Til dette formål skal du placere brættet på skæremåtten og ved at bruge et skarpt blad (sikkert) og ved at tage alle sikkerhedsforanstaltninger, mere end en gang, skal du score belastningen opad og på bunden langs den lige kant (5 eller flere gange), løbende åbningerne. Når du har gjort det, skal du placere komponenterne på kortet tæt for at danne et kompakt kredsløb og lodde stifterne i henhold til kredsløbsforbindelserne. I tilfælde af fejl, prøv at aflodde forbindelserne og lodde dem igen. Til sidst skal du kontrollere kontinuiteten. Gå gennem følgende trin for at skabe et godt kredsløb på et Veroboard.
Veroboard
Det summer er en slags elektronisk lydopsamler med en koordineret struktur. Det bruges generelt som en stemmegadget i elektroniske genstande som pc'er, printere, replikeringsmaskiner, alarmmekanisk samling, elektronisk legetøj, auto-elektroniske gadgets, telefoner osv. I dette projekt skal vi bruge en summer til at slå alarm når stiften plukkes ud af hovedkredsløbet.
Summer
Trin 3: Blokdiagram
Blokdiagram
De tre vigtigste teknikker i metaldetektor kredsløbet er LC-kredsløb , Nærhedssensor , output Summer og LED. LC-kredsløbet er lavet ved at forbinde en kondensator og en kobbertrådspole i en parallel konfiguration.
Når spolen vil registrere metallet nær dets overflade, vil det udløse nærhedssensoren, som derefter sender signalet til udgangskredsen, og det tænder lysdioden og lyder summeren. Så dybest set i LC-kredsløb , når et materiale med den samme frekvens kommer tæt på kobberspiralen, begynder det at genlyde. Dette begynder at oplade kondensatoren. Kondensatoren og induktoren oplades alternativt i LC-kredsløbet. Når kondensatoren vil blive fuldt opladet, overføres opladningen til induktoren, og når opladningen over kondensatoren næsten nærmer sig nul, trækker den ladning fra induktoren. Denne proces gentager sig igen og igen.
TIL Nærhedssensor er en sensor, der bruges til at registrere et objekt uden nogen fysisk kontakt. Arbejdsprincippet for en IR-sensor og en nærhedsføler er den samme. Det udsender også et signal, og det viser ikke noget på udgangen, før der er nogen ændring i det reflekterede signal. Der er så mange typer nærhedsfølere tilgængelige på markedet, vi bruger den, der sender et udgangssignal, når det registrerer et metallisk emne.
Trin 4: Arbejde i kredsløbet
Da vi nu har alle de nødvendige oplysninger om de anvendte komponenter og kredsløbets funktionsmåde, lad os gå et skridt foran og begynde at forstå metaldetektorkredsløbets hovedarbejde.
Den vigtigste metaldetektordel af kredsløbet er den parallelle konfiguration af kondensatoren og induktorspolen. Dette LC-kredsløb hjælper nærhedsføleren med at svinge ved en bestemt frekvens. Når ethvert metalobjekt d en resonansfrekvens bringes tæt på induktorspolen på grund af loven om elektromagnetisk induktion, vil en induceret strøm blive induceret i spolen ved gensidig induktion. Dette vil ændre signalet, der strømmer gennem spolen til nærhedsføleren.
Et potentiometer er en variabel modstand, hvis værdi kan ændres. Det bruges i dette kredsløb til at ændre værdien af LC-kredsløbet. Det skal huskes, at værdien af nærhedsføleren skal kontrolleres, når der ikke er nogen metalgenstande i nærheden af spolen. Hvis spolen har en metalgenstand i nærheden, ændres værdien af nærhedsføleren, fordi LC-kredsløbet har et andet signal i sig.
Nu sendes det ændrede signal i spolen til nærhedsføleren. denne sensor vil undersøge dette signal og reagere i overensstemmelse hermed. Hvis signalet er på omkring 1 mA, betyder det, at der ikke er nogen metalgenstande i nærheden af spolen. Hvis strømmen er næsten mere end 8 mA, indikerer det, at der er en metalgenstand tæt på spolen.
Så når nærhedssensorens udgangsstift er høj, tilføres transistoren en positiv spænding, og den sender et signal om at tænde lysdioden og summeren.
Trin 5: Samling af komponenterne
Nu som vi kender hovedarbejdet og også det komplette kredsløb i vores projekt, lad os gå videre og begynde at fremstille hardware til vores projekt. En ting skal holdes nede, at kredsløbet skal være kompakt, og komponenterne skal placeres så tæt på.
- Tag en Veroboard og gnid dens side med kobberbelægningen med et skrabepapir.
- Anbring nu komponenterne omhyggeligt og tæt nok, så kredsløbets størrelse ikke bliver særlig stor
- Forbind forsigtigt forbindelserne med loddejern. Hvis der begås en fejl under tilslutningerne, skal du prøve at aflode forbindelsen og lodde forbindelsen ordentligt igen, men til sidst skal forbindelsen være tæt.
- Når alle forbindelser er foretaget, skal du udføre en kontinuitetstest. I elektronik er kontinuitetstesten kontrol af et elektrisk kredsløb for at kontrollere, om strøm strømmer i den ønskede sti (at det med sikkerhed er et samlet kredsløb). En kontinuitetstest udføres ved at indstille en lille spænding (kablet i arrangement med en LED eller oprør, der skaber en del, for eksempel en piezoelektrisk højttaler) over den valgte måde.
- Hvis kontinuitetstesten består, betyder det, at kredsløbet er tilstrækkeligt lavet efter ønske. Det er nu klar til at blive testet.
Kredsløbet vil se ud som billedet nedenfor:
Kredsløbsdiagram
Fordele
Da hvert projekt har sine fordele og ulemper, er nogle af fordelene og ulemperne ved dette metaldetektorkredsløb angivet nedenfor.
- Nærhedsdetektoren IC TDA0161-baseret metaldetektor kredsløb er et meget simpelt og lille projekt, der kan laves meget let derhjemme. Så det kan bruges i hjem, kontorer, arbejdspladser osv. Til at finde små metalgenstande, for eksempel jernspik, sølv- eller guldsmykker osv.
- Da denne nærhedsføler fungerer korrekt, er der ingen grund til at bruge nogen form for mikrocontroller.
Ulemper
Da dette er et hjemmelavet metaldetektorkredsløb i lille skala, er den største ulempe ved hans kredsløb problemet med dets detekteringsområde. For dette kredsløb skal afstanden af en metalgenstand være mindst 10 mm fra metaldetektorkredsløbets spole.
Ansøgninger
Der er flere anvendelser af en metaldetektor. Nogle af disse er anført nedenfor.
- Metaldetektorer bruges i indgangen til et sted, hvor sikkerhed er nødvendig. Dette vil blive brugt til at opdage skadeligt våben.
- Metaldetektorer bruges til at detektere sølv, jern, guld osv.
- Da dette projekt er lavet i lille skala, kan det bruges i hjem til at opdage små metalgenstande som jernspik osv.
