Detektor metala uobičajena je naprava koja se koristi za provjeru ljudi, prtljage ili vreća u trgovačkim centrima, prenoćištima, filmskim hodnicima i tako dalje kako bi se zajamčilo da pojedinac ne prenosi metale ili nezakonite stvari poput oružja, bombi i tako dalje. Detektori metala prepoznaju blizinu metala. Na tržištu se mogu vidjeti mnoge vrste detektora metala. Uključuju ručni detektori metala, prolazni detektori metala, metalni detektori za pretragu tla itd.
Krug detektora metala
Jednostavni krug detektora metala može se kod kuće napraviti u maloj mjeri. U ovom ćemo projektu izraditi jednostavan sklop detektora metala pomoću senzora blizine. Sve komponente koje se koriste vrlo su jednostavne i lako dostupne na tržištu.
Kako dizajnirati krug detektora metala pomoću TDA0161?
Sad kad znamo što ćemo raditi u ovom projektu, započnimo sa prikupljanjem dodatnih informacija sastavljanjem cjelovitog popisa komponenata i prolaskom kroz kratku studiju.
Korak 1: Prikupljanje komponenata
Najbolji pristup za početak bilo kojeg projekta je sastavljanje popisa komponenata i prolazak kroz kratku studiju tih komponenata, jer nitko neće htjeti ostati usred projekta samo zbog nedostajuće komponente. Popis komponenata koje ćemo koristiti u ovom projektu dan je u nastavku:
- TDA0161 Detektor blizine IC
- Otpornik od 1 k-ohma
- Otpornik 330 Ω
- Otpornik od 100 Ω
- 5 KΩ Potenciometar
- 2N2222 NPN tranzistor
- Zujalica
- Bakrena žica za zavojnicu
- LED
- Veroboard
- Baterija
- Digitalni multimetar
Korak 2: Proučavanje komponenata
Kako sada znamo glavni koncept ovog projekta, a imamo i cjelovit popis komponenata, pomaknut ćemo se korak naprijed i proći kroz kratku studiju nekih glavnih komponenata koje će se koristiti u izradi kruga.
TDA0161 Detektor blizine IC je detektor blizine Ic. Proizvodi ga STMicroelectronics. Koristi se za otkrivanje metalnih predmeta. Ovu zadaću izvršava otkrivanjem neznatnih promjena u gubicima visokofrekventnih vrtložnih struja. Uz pomoć vječno podešenog kruga, TDA0161 IC djeluje kao oscilator. Izlazni signal određen je promjenom struje napajanja. To znači da će struja biti velika kada će metal kojem se prigovara biti blizu zavojnice, a struja će biti mala ako u blizini zavojnice nema metalnih predmeta. TDA0161 IC se sastoji od 8 pinova. Ovaj IC dolazi u dual-inline paketima.
TDA0161
Tranzistor 2N2222: To je najpoznatiji NPN bipolarni tranzistor. Ovaj se tranzistor uglavnom koristi u svrhe komutiranja i pojačanja. Glavni razlog njegove slave je taj što ima nisku cijenu, malu veličinu i sposobnost upravljanja visokom strujom u usporedbi sa sličnim malim tranzistorima. Ovaj tranzistor obično može podnijeti visoku struju do 800mA. Ovaj tranzistor se sastoji od silicija ili germanijevog materijala. U procesu pojačanja ulazni analogni signal primjenjuje se na njegov kolektor, a izlazni pojačani signal šalje na bazu. ovaj analogni signal mogao bi biti glasovni signal.
2N2222
Veroboard je dobar izbor za izradu strujnog kruga jer je jedina glavobolja postavljanje komponenata na Vero-ploču i samo njihovo lemljenje i provjera kontinuiteta pomoću Digitalnog višenamjerača. Nakon što je poznat raspored sklopa, izrežite ploču na razumnu veličinu. U tu svrhu dasku postavite na reznu podlogu i pomoću oštre oštrice (sigurno) i poduzimajući sve sigurnosne mjere, više puta zacrtajte teret gore i dolje duž ravnog ruba (5 ili više puta), prelazeći preko otvora. Nakon toga, čvrsto postavite komponente na ploču kako biste stvorili kompaktni krug i zalemite zatiče u skladu s vezama kruga. U slučaju bilo kakve pogreške, pokušajte odlemiti veze i ponovno ih zalemiti. Na kraju, provjerite kontinuitet. Prođite kroz sljedeće korake kako biste napravili dobar krug na Veroboardu.
Veroboard
The zujalica je vrsta elektroničkog sakupljača zvuka s koordiniranom strukturom. Općenito se koristi kao glasovni uređaj u elektroničkim uređajima kao što su računala, pisači, replikacijski strojevi, mehanički sklop upozorenja, elektroničke igračke, automatski elektronički uređaji, telefoni itd. U ovom ćemo projektu upotrijebiti zvučni signal za oglašavanje alarma kad se iglica izvuče iz glavnog kruga.
Zujalica
Korak 3: Blok dijagram
Blok dijagram
Tri su glavne umjetnosti sklopa detektora metala LC krug , Senzor blizine , izlaz Zujalica i LED. LC krug izrađen je spajanjem kondenzatora i zavojnice od bakrene žice u paralelnoj konfiguraciji.
Kad će zavojnica otkriti metal u blizini svoje površine, aktivirat će senzor blizine koji će zatim poslati signal u izlazni krug, a on će uključiti LED i oglasiti zujalicu. Dakle, u osnovi u LC krug , kada će se materijal iste frekvencije približiti bakrenoj zavojnici, on će početi rezonirati. Ovo će započeti punjenje kondenzatora. Kondenzator i prigušnica napunit će se alternativno u LC krugu. Kada se kondenzator napuni u potpunosti, naboj će se prenijeti na induktor, a kada se naboj preko kondenzatora gotovo približi nuli, on će nabiti naboj iz induktora. Taj se postupak ponavlja iznova i iznova.
DO Senzor blizine je senzor koji se koristi za otkrivanje n predmeta bez ikakvog fizičkog kontakta. Princip rada IR senzora i senzora blizine su isti. Također emitira signal i ne prikazuje ništa na izlazu dok ne dođe do promjene reflektiranog signala. Na tržištu je dostupno toliko vrsta senzora blizine, koristimo onaj koji će poslati izlazni signal kad detektira metalni predmet.
Korak 4: Rad kruga
Kako sada imamo sve potrebne informacije o korištenim komponentama i radu kruga, pomaknimo se korak naprijed i počnite razumijevati glavni rad kruga detektora metala.
Glavni dio detektora metala u krugu je paralelna konfiguracija kondenzatora i induktivne zavojnice. Ovaj LC krug pomaže senzoru blizine oscilirati na određenoj frekvenciji. Kada bilo koji metalni predmet d bilo koje rezonantne frekvencije približi indukcijskoj zavojnici, zbog zakona elektromagnetske indukcije, inducirana struja će se inducirati u zavojnici međusobnom indukcijom. To će izmijeniti signal koji prolazi kroz zavojnicu do senzora blizine.
Potenciometar je promjenjivi otpornik čija se vrijednost može mijenjati. U ovom se krugu koristi za promjenu vrijednosti LC kruga. Mora se imati na umu da vrijednost senzora blizine treba provjeriti kada u blizini zavojnice nema metalnih predmeta. Ako se u zavojnici nalazi metalni objekt, vrijednost osjetnika blizine promijenit će se jer će LC krug u sebi imati drugačiji signal.
Sada se promijenjeni signal u zavojnici šalje na senzor blizine. ovaj senzor će ispitati ovaj signal i u skladu s tim reagirati. Ako je signal oko 1mA, to znači da u blizini zavojnice nema metalnih predmeta. Ako je struja gotovo veća od 8 mA, to znači da se u blizini zavojnice nalazi metalni predmet.
Dakle, kada je izlazni zatik senzora blizine visok, tranzistoru će se pružiti pozitivan napon i on će poslati signal za uključivanje LED i zujalice.
Korak 5: Sastavljanje komponenata
Sad kad znamo glavni radni i cjeloviti krug našeg projekta, krenimo dalje i započnite izrađivati hardver našeg projekta. Ne smije se imati na umu da sklop mora biti kompaktan i da komponente moraju biti postavljene tako blizu.
- Uzmite Veroboard i trljajte njegovu stranu bakrenim premazom strugalkom.
- Sada komponente postavite pažljivo i dovoljno blizu da veličina kruga ne postane jako velika
- Pažljivo napravite spojeve pomoću lemnog željeza. Ako se tijekom povezivanja dogodi bilo kakva pogreška, pokušajte odspojiti i ponovno lemiti vezu, ali na kraju, veza mora biti čvrsto.
- Nakon što su sve veze izvedene, provedite test kontinuiteta. U elektronici je ispitivanje kontinuiteta provjera električnog kruga radi provjere protoka struje u željenom putu (da li je to sigurno ukupni krug). Ispitivanje kontinuiteta izvodi se postavljanjem malo napona (ožičenog u aranžmanu s LED-om ili dijelom koji stvara komešanje, na primjer, piezoelektrični zvučnik) preko odabranog načina.
- Ako test kontinuiteta prođe, to znači da je sklop napravljen na odgovarajući način po želji. Sada je spremno za testiranje.
Sklop će izgledati kao na slici dolje:
Kružni dijagram
Prednosti
Kako svaki projekt ima prednosti i nedostatke, neke od prednosti i nedostataka ovog kruga detektora metala navedene su u nastavku.
- Sklop detektora metala IC TDA0161 na bazi vrlo je jednostavnog i malog projekta koji se vrlo lako može napraviti kod kuće. Tako se može koristiti u domovima, uredima, radnim mjestima itd. Za pronalaženje malih metalnih predmeta, na primjer, željeznih čavala, srebrnog ili zlatnog nakita itd.
- Kako ovaj senzor blizine ispravno radi, nema potrebe za upotrebom bilo koje vrste mikrokontrolera.
Mane
Budući da se radi o malom domaćem krugu detektora metala, glavni nedostatak njegova kruga je problem s dometom detekcije. Za ovaj krug, udaljenost metalnog predmeta trebala bi biti najmanje 10 mm od zavojnice kruga detektora metala.
Prijave
Postoji nekoliko primjena detektora metala. Neki od njih navedeni su u nastavku.
- Detektori metala koriste se na ulazu u mjesto gdje je potrebna sigurnost. To će se koristiti za otkrivanje bilo kakvog štetnog oružja.
- Detektori metala koriste se za otkrivanje srebra, željeza, zlata itd.
- Budući da je ovaj projekt napravljen u malom opsegu, može se koristiti u kućama za otkrivanje malih metalnih predmeta poput željeznih čavala itd.
