Detector de metales Arduino: 4 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Arduino es una empresa, proyecto y comunidad de usuarios de hardware y software informático de código abierto que diseña y fabrica microcontroladores de placa única y kits de microcontroladores para construir dispositivos digitales y objetos interactivos que pueden detectar y controlar objetos en el mundo físico y digital.

En este Instructable, vamos a hacer un detector de metales. PD: Esto no está destinado a principiantes totales.

Un detector de metales es un instrumento electrónico que detecta la presencia de metales cercanos. Los detectores de metales son útiles para encontrar inclusiones metálicas ocultas dentro de objetos u objetos metálicos enterrados bajo tierra.

Pero el detector de metales que vamos a hacer no será útil en casos reales, es solo por diversión y aprendizaje.

Paso 1: Materiales necesarios

1. Arduino Nano
2. Bobina
3. Condensador de 10 nF
4. Zumbador Pizo
5. Resistencia de 1k
6. Resistencia de 330 ohmios
7. DIRIGIÓ
8. Diodo 1N4148
9. Tablero de circuitos
10. Cables de puente
11. Batería de 9V

Paso 2: diagrama de circuito

Hemos utilizado un Arduino Nano para controlar todo este proyecto de detector de metales. Un LED y un zumbador se utilizan como indicador de detección de metales. Se utiliza una bobina y un condensador para la detección de metales. También se utiliza un diodo de señal para reducir el voltaje. Y una resistencia para limitar la corriente al pin Arduino.

Cuando cualquier metal se acerca a la bobina, la bobina cambia su inductancia. Este cambio de inductancia depende del tipo de metal. Disminuye para metales no magnéticos y aumenta para materiales ferromagnéticos como el hierro. Dependiendo del núcleo de la bobina, el valor de inductancia cambia drásticamente. En la figura a continuación, puede ver los inductores con núcleo de aire, en estos inductores, no habrá un núcleo sólido. Básicamente son bobinas dejadas en el aire. El medio de flujo del campo magnético generado por el inductor es nada o aire. Estos inductores tienen inductancias de valor muy inferior.

Estos inductores se utilizan cuando se necesitan valores de pocos microHenry. Para valores superiores a unos pocos miliHenry, estos no son adecuados. En la siguiente figura puede ver un inductor con núcleo de ferrita. Este inductor de núcleo de ferrita tiene un valor de inductancia muy grande.

Recuerde que la bobina enrollada aquí es una con núcleo de aire, por lo que cuando una pieza de metal se acerca a la bobina, la pieza de metal actúa como un núcleo para el inductor con núcleo de aire. Al actuar este metal como núcleo, la inductancia de la bobina cambia o aumenta considerablemente. Con este aumento repentino en la inductancia de la bobina, la reactancia o impedancia general del circuito LC cambia en una cantidad considerable cuando se compara sin la pieza de metal.

Paso 3: ¿Cómo funciona?

El funcionamiento de este detector de metales Arduino es un poco complicado. Aquí proporcionamos la onda o pulso de bloque, generado por Arduino, al filtro de paso alto LR. Debido a esto, la bobina generará picos cortos en cada transición. La longitud del pulso de los picos generados es proporcional a la inductancia de la bobina. Entonces, con la ayuda de estos pulsos Spike podemos medir la inductancia de Coil. Pero aquí es difícil medir la inductancia precisamente con esos picos porque esos picos son de muy corta duración (aprox. 0,5 microsegundos) y eso es muy difícil de medir por Arduino.

Entonces, en lugar de esto, usamos un capacitor que se carga con el pulso o pico ascendente. Y requirió pocos pulsos para cargar el capacitor hasta el punto en que su voltaje pueda ser leído por el pin analógico A5 de Arduino. Luego, Arduino leyó el voltaje de este capacitor usando ADC. Después de leer el voltaje, el condensador se descargó rápidamente haciendo que el pin capPin sea la salida y configurándolo en bajo. Todo este proceso tarda unos 200 microsegundos en completarse. Para obtener un mejor resultado, repetimos la medición y tomamos un promedio de los resultados. Así es como podemos medir la inductancia aproximada de Coil. Después de obtener el resultado, transferimos los resultados al LED y al zumbador para detectar la presencia de metal. Consulte el código completo que se proporciona al final de este artículo para comprender el funcionamiento.

El código completo de Arduino se proporciona al final de este artículo. En la programación de parte de este proyecto, hemos utilizado dos pines Arduino, uno para generar ondas de bloque que se alimentarán en la bobina y el segundo pin analógico para leer el voltaje del capacitor. Aparte de estos dos pines, hemos utilizado dos pines Arduino más para conectar el LED y el zumbador. Puede consultar el código completo y el video de demostración del detector de metales Arduino a continuación. Puede ver que cada vez que detecta algo de metal, el LED y el zumbador comienzan a parpadear muy rápido.

Paso 4: tiempo de codificación

Publicado originalmente en Circuit Digest por Saddam