Detektor kovin najdete na letališčih, v gledališčih in na drugih javnih mestih. Uporabljajo se za varnost ljudi, da zaznajo vsakogar, ki ima kovino (orožje itd.). V tem projektu bomo zasnovali preprosto vezje kovinskega detektorja. Obstaja toliko modelov detektorjev kovin, vendar jih je večina zapletenih, zato bomo tukaj zasnovali preprosto vezje kovinskega detektorja z uporabo 555 IC Timer.
Pred nadaljevanjem moramo razumeti koncept vezja induktorja in RLC. Najprej se pogovorimo o induktorjih. Induktorji niso nič drugega kot tuljave iz emajlirane bakrene žice so različnih oblik in velikosti. Na podlagi različnih parametrov se izračuna induktivnost induktorja. Pri vseh teh parametrih nas v bistvu zanima jedro na induktorju, saj se glede na jedro vrednost induktivnosti močno spremeni.
Na spodnji sliki lahko vidite induktorje z zračnim polnjenjem. Na teh induktorjih ne bo trdnega jedra. V bistvu so tuljave, ki ostanejo v zraku. Pretok magnetnega polja, ki ga tvori induktor, ni nič ali zrak. Ti induktorji imajo induktivnosti zelo manjše vrednosti.
Ti induktorji se uporabljajo, kadar so potrebne vrednosti nekaj mikro Henryjev. Za vrednosti, večje od nekaj mili, te niso primerne. Na spodnji sliki lahko vidite induktorje feritnega jedra,
Ko je induktivna tuljava navita na jedro lahko feritno ali železno jedro, se induktivnost tuljave izjemno poveča. Ta vrednost je veliko večja od zračnega jedra enake velikosti in oblike.
Zdaj je za vezje RLC, kot je prikazano na sliki, reaktanca ali impedanca med terminaloma "a" in "c" odvisna od vrednosti L in C, če je uporabljena frekvenca signala konstantna.
Torej, če se vrednost induktivnosti spremeni, se vrednost reaktance ali impedance spremeni. Kako se ta dva koncepta skupaj uporabljata za vezje kovinskega detektorja, je razloženo v delovnem delu tega projekta.
Komponente vezja kovinskega detektorja
- +9 napajalna napetost
- 555 IK
- 47KΩ upor
- 2.2µF kondenzator (2 kosa)
- Zvočnik (8Ω)
- 170 zavojev tuljave s premerom 10 cm (kateri koli profil bi deloval)
Shema in delovanje kovinskega detektorja
Slika prikazuje diagram vezja detektorja kovin. Tu deluje časovnik 555 IC kot generator kvadratnih valov in ustvarja impulze s frekvencami, ki jih sliši človek. Kondenzatorja med pin2 in pin1 se ne sme spreminjati, ker je treba ustvariti zvočne frekvence.
V vezju je RLC vezje, ki ga tvori upor 47K, kondenzator 2,2 µF in induktor 150 vrtljajev. To vezje RLC je del za zaznavanje kovin. Kot smo že omenili v prejšnjem poglavju, ima induktor kovinskega jedra visoko vrednost induktivnosti nad zračnim jedrom.
Ne pozabite, da je navita tuljava tukaj zračna, zato ko kovinski kos približate tuljavi, kovinski kos deluje kot jedro za induktor z zračnim navojem. S to kovino, ki deluje kot jedro, se induktivnost tuljave znatno spremeni ali poveča. S tem nenadnim povečanjem induktivnosti tuljave se celotna reaktanca ali impedanca vezja RLC znatno spremeni v primerjavi brez kovinskega kosa.
Ko ni kovinskega kosa, signal, ki se oddaja zvočniku, povzroči nekaj zvočnega zvoka. Zdaj, ko se reaktanca spremeni okoli vezja RLC, signal, ki se pošlje zvočniku, ne bo več enak kot prej, zaradi česar bo zvok, ki ga proizvaja zvočnik, drugačen od prvega.
Torej, kadar se kovina približa tuljavi, se impedanca RLC spremeni, zaradi česar se signal spremeni, kar povzroči spremembo zvoka, ustvarjenega v zvočniku. Preverite lahko tudi ta detektor kovin na osnovi Arduina.
Pogosti nasveti:
- Emajl je treba odstraniti na konicah tuljave za spajkanje povezav.
- Z različnimi merilniki bomo imeli različno RLC impedanco, zato je treba eksperimentirati z uporom v RLC vezju za zaznavanje občutljivih kovin.
- Zvočnik je lahko katere koli vrste. Toda z uporom manj kot 8Ω se lahko časovnik segreje.
- Uporabite napajalno napetost, večjo od 5V.