Как сделать схему металлоискателя?

Металлоискатель - это обычное устройство, которое используется для проверки людей, багажа или мешков в торговых центрах, жилых помещениях, кинокорилах и т. Д., Чтобы гарантировать, что человек не будет перевозить какие-либо металлы или запрещенные предметы, такие как оружие, бомбы и т. Д. Металлоискатели определяют близость металлов. На рынке можно увидеть много типов металлоискателей. К ним относятся ручные металлоискатели, проходные металлоискатели, металлоискатели наземного поиска и т. Д.

Схема металлоискателя

Простую схему металлоискателя можно сделать дома в небольших масштабах. В этом проекте мы собираемся сделать простую схему металлоискателя с использованием датчика приближения. Все используемые компоненты очень просты и легко доступны на рынке.

Как разработать схему металлоискателя с использованием TDA0161?

Теперь, когда мы знаем, что мы собираемся делать в этом проекте, давайте начнем собирать дополнительную информацию, составив полный список компонентов и в первую очередь проведя краткое исследование.

Шаг 1: Сбор компонентов

Лучший подход к началу любого проекта - это составить список компонентов и провести их краткое изучение, потому что никто не захочет оставаться в середине проекта только из-за отсутствия компонента. Список компонентов, которые мы собираемся использовать в этом проекте, приведен ниже:

• Микросхема датчика приближения TDA0161
• Резистор 1 кОм
• Резистор 330 Ом
• Резистор 100 Ом
• Потенциометр 5 кОм
• 2N2222 NPN транзистор
• Зуммер
• Медная проволока для катушки
• СВЕТОДИОД
• Veroboard
• Аккумулятор
• Цифровой мультиметр

Шаг 2: Изучение компонентов

Поскольку теперь мы знаем основную концепцию этого проекта, а также у нас есть полный список компонентов, мы сделаем шаг вперед и проведем краткое изучение некоторых основных компонентов, которые будут использоваться при создании схемы.

Микросхема датчика приближения TDA0161 представляет собой датчик приближения Ic. Производится STMicroelectronics. Используется для обнаружения металлических предметов. Он выполняет эту задачу, обнаруживая небольшие изменения потерь на высокочастотные вихревые токи. С помощью вечно настроенной схемы микросхема TDA0161 действует как генератор. Выходной сигнал определяется изменением тока питания. Это означает, что ток будет высоким, когда металлический объект будет находиться рядом с катушкой, и ток будет низким, если рядом с катушкой нет металлических предметов. Микросхема TDA0161 состоит из 8 контактов. Эта ИС поставляется в двухрядных корпусах.

TDA0161

2N2222 Транзистор: Это самый известный биполярный транзистор типа NPN. Этот транзистор в основном используется для коммутации и усиления. Основная причина его известности заключается в низкой стоимости, небольшом размере и способности выдерживать большие значения тока по сравнению с аналогичными небольшими транзисторами. Обычно этот транзистор может выдерживать большой ток до 800 мА. Этот транзистор изготовлен из кремния или германия. В процессе усиления входной аналоговый сигнал подается на его коллектор, а выходной усиленный сигнал отправляется на базу. этот аналоговый сигнал может быть голосовым сигналом.

2N2222

Veroboard - хороший выбор для создания схемы, потому что единственная головная боль - это разместить компоненты на плате Vero, просто припаять их и проверить целостность с помощью цифрового мультиметра. Как только схема будет известна, отрежьте плату до нужного размера. Для этого поместите доску на коврик для резки и, используя острое лезвие (надежно) и соблюдая все меры безопасности, несколько раз надрежьте груз сверху и снизу по прямой кромке (5 или несколько раз), переезжая проемы. После этого расположите компоненты на плате вплотную, чтобы сформировать компактную схему, и припаяйте контакты в соответствии с подключениями схемы. В случае ошибки попробуйте распаять соединения и снова припаять их. Наконец, проверьте целостность. Выполните следующие шаги, чтобы создать хорошую схему на Veroboard.

Veroboard

В зуммер своего рода электронный звуковой коллектор с согласованной структурой. Обычно он используется в качестве голосового устройства в электронных устройствах, таких как ПК, принтеры, реплицирующие машины, механические устройства для оповещения, электронные игрушки, автоэлектронные устройства, телефоны и т. Д. В этом проекте мы собираемся использовать зуммер для подачи сигнала тревоги. когда штифт выдергивается из основной цепи.

Зуммер

Шаг 3: блок-схема

Блок-схема

Три основных элемента схемы металлоискателя: Цепь LC , Датчик приближения , вывод Зуммер и светодиод. LC-цепь образуется путем параллельного соединения конденсатора и катушки с медным проводом.

Когда катушка обнаружит металл у своей поверхности, она активирует датчик приближения, который затем отправит сигнал в выходной контур, включит светодиод и включит зуммер. Так что в основном в LC-цепь , когда материал той же частоты приближается к медной катушке, он начинает резонировать. Это начнет заряжать конденсатор. Конденсатор и катушка индуктивности будут заряжаться поочередно в цепи LC. Когда конденсатор будет заряжен полностью, заряд будет передан катушке индуктивности, и когда заряд на конденсаторе почти приблизится к нулю, он будет получать заряд из катушки индуктивности. Этот процесс повторяется снова и снова.

К Датчик приближения это датчик, который используется для обнаружения n объектов без какого-либо физического контакта. Принцип работы ИК-датчика и датчика приближения одинаков. Он также излучает сигнал и ничего не показывает на выходе, пока не произойдет какое-либо изменение отраженного сигнала. На рынке доступно так много типов датчиков приближения, что мы используем тот, который будет посылать выходной сигнал при обнаружении металлического объекта.

Шаг 4: Работа схемы

Поскольку теперь у нас есть вся необходимая информация об используемых компонентах и ​​работе схемы, давайте сделаем шаг вперед и начнем понимать основную работу схемы металлоискателя.

Основная часть схемы металлоискателя - это параллельная конфигурация конденсатора и катушки индуктивности. Эта LC-цепь помогает датчику приближения колебаться с определенной частотой. Когда любой металлический объект с любой резонирующей частотой приближается к катушке индуктивности, из-за закона электромагнитной индукции в катушке будет индуцироваться индуцированный ток за счет взаимной индукции. Это изменит сигнал, проходящий через катушку к датчику приближения.

Потенциометр - это переменный резистор, значение которого можно изменять. Он используется в этой схеме для изменения значения LC-цепи. Следует иметь в виду, что значение датчика приближения следует проверять, когда рядом с катушкой нет металлических предметов. Если рядом с катушкой находится металлический объект, значение датчика приближения изменится, потому что в цепи LC будет другой сигнал.

Теперь измененный сигнал в катушке отправляется на датчик приближения. этот датчик исследует этот сигнал и соответствующим образом отреагирует. Если сигнал составляет около 1 мА, это означает, что рядом с катушкой нет металлических предметов. Если ток почти больше 8 мА, это означает, что рядом с катушкой есть металлический предмет.

Таким образом, когда на выходном контакте датчика приближения высокий уровень, на транзистор будет подано положительное напряжение, и он отправит сигнал на включение светодиода и зуммера.

Шаг 5: Сборка компонентов

Теперь, когда мы знаем основную рабочую, а также полную схему нашего проекта, давайте продвинемся вперед и начнем создавать оборудование для нашего проекта. Следует помнить об одном: схема должна быть компактной, а компоненты должны располагаться так близко.

1. Возьмите Veroboard и протрите скребком его сторону с медным покрытием.
2. Теперь аккуратно разместите компоненты и достаточно близко, чтобы размер схемы не стал очень большим.
3. Осторожно выполните соединения, используя паяльник. Если при подключении допущена какая-либо ошибка, попробуйте распаять соединение и снова припаять соединение должным образом, но в конце концов соединение должно быть плотным.
4. После того, как все подключения будут выполнены, проведите проверку целостности. В электронике проверка целостности цепи - это проверка электрической цепи, чтобы проверить, течет ли ток по желаемому пути (что, несомненно, это полная цепь). Проверка целостности выполняется путем установки небольшого напряжения (соединенного вместе со светодиодом или элементом, создающим волнение, например, пьезоэлектрическим динамиком) по выбранному пути.
5. Если проверка на непрерывность прошла успешно, это означает, что схема сделана должным образом. Теперь он готов к тестированию.

Схема будет выглядеть как на изображении ниже:

Принципиальная электрическая схема

Преимущества

Поскольку у каждого проекта есть свои плюсы и минусы, ниже перечислены некоторые преимущества и недостатки этой схемы металлоискателя.

1. Схема металлоискателя на основе микросхемы датчика приближения TDA0161 - это очень простой и небольшой проект, который можно очень легко реализовать дома. Таким образом, его можно использовать дома, в офисе, на рабочем месте и т. Д. Для поиска небольших металлических предметов, например, железных гвоздей, серебряных или золотых украшений и т. Д.
2. Поскольку этот датчик приближения работает правильно, нет необходимости использовать какой-либо микроконтроллер.

Недостатки

Поскольку это небольшая самодельная схема металлоискателя, основным недостатком этой схемы является проблема с дальностью обнаружения. Для этой схемы расстояние металлического объекта должно быть не менее 10 мм от катушки схемы металлоискателя.

Приложения

Есть несколько применений металлоискателя. Некоторые из них перечислены ниже.

1. Металлоискатели используются при входе в места, где необходима безопасность. Это будет использоваться для обнаружения любого вредоносного оружия.
2. Металлоискатели используются для обнаружения серебра, железа, золота и т. Д.
3. Поскольку этот проект выполнен в небольшом масштабе, его можно использовать в домах для обнаружения небольших металлических предметов, таких как железные гвозди и т. Д.