Rilevatore di metalli a induzione di impulsi basato su Arduino fai da te: 5 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Questo è un metal detector relativamente semplice con prestazioni eccellenti.

Passaggio 1: intervallo di copertura

Questo rilevatore può rilevare una piccola moneta metallica a una distanza di 15 centimetri e oggetti metallici più grandi fino a 40-50 cm

Passaggio 2: Introduzione

I sistemi a induzione di impulsi (PI) utilizzano una singola bobina sia come trasmettitore che come ricevitore. Questa tecnologia invia potenti e brevi raffiche (impulsi) di corrente attraverso una bobina di filo. Ogni impulso genera un breve campo magnetico. Quando l'impulso termina, il campo magnetico inverte la polarità e collassa molto improvvisamente, provocando un forte picco elettrico. Questo picco dura pochi microsecondi e fa scorrere un'altra corrente attraverso la bobina. Questa corrente è chiamata impulso riflesso ed è estremamente breve, durando solo circa 30 microsecondi. Viene quindi inviato un altro impulso e il processo si ripete. Se un pezzo di metallo entra nel raggio delle linee del campo magnetico, la bobina di ricezione può rilevare un cambiamento sia nell'ampiezza che nella fase del segnale ricevuto. La quantità di variazione di ampiezza e cambiamento di fase è un'indicazione per la dimensione e la distanza del metallo e può anche essere utilizzata per discriminare tra metalli ferrosi e non ferrosi.

Passaggio 3: costruzione

Ho trovato un buon esempio di rivelatore PI sul sito del N. E. C. O. progetti. Questo metal detector è una simbiosi di Arduino e Android. Sul Play Store, puoi scaricare la versione gratuita dell'applicazione "Spirit PI", che è completamente funzionante, ma puoi anche acquistare una versione pro che ha diverse fantastiche opzioni. La comunicazione tra lo smartphone e l'Arduino avviene con il modulo Bluetooth HC 05, ma è possibile utilizzare qualsiasi adattatore Bluetooth su cui si deve portare il baud rate a 115200. Lo schema originale è riportato nella figura sopra.

Passaggio 4: circuito modificato

Ho apportato diverse piccole modifiche allo schema originale al fine di migliorare le funzionalità del dispositivo. Al posto di una resistenza da 150 ohm, ho messo un potenziometro trimero con un valore di 47 Kohms. Questo trimero regola la corrente attraverso la bobina. Aumentando il suo valore, aumenta la corrente attraverso la bobina e aumenta la sensibilità del dispositivo. La seconda modifica è il trimmer pot 100kOhm invece del resistore 62k in originale. Con questo trimero impostiamo la tensione di circa 4.5V all'ingresso A0 su Arduino, perché ho notato che per amplificatori operazionali e tensioni operative differenti, il valore di questa resistenza dovrebbe essere diverso.

In questo caso particolare, per alimentare il dispositivo utilizzo una batteria agli ioni di litio 4 collegati in serie quindi la tensione è qualcosa di più di 15v. Poiché Arduino accetta una tensione di ingresso massima di 12V, ho messo uno stabilizzatore per 5V (7805) montato sul piccolo dissipatore di calore per alimentare Arduino direttamente al pin +5v.

Passaggio 5: bobina

La bobina è costituita da filo di rame isolato con un diametro di 0,4 mm e contiene 25 avvolgimenti a forma di cerchio con un diametro di 19 centimetri. Nella lavorazione finale è necessario assicurarsi che non vi siano oggetti metallici vicino al bobina (gli elementi sono da incollare con la colla, e che senza viti)

Come puoi vedere nel video, una piccola moneta metallica può essere rilevata a una distanza di 10-15 centimetri, mentre un oggetto metallico più grande di 30-40 centimetri e oltre. Si tratta di ottimi risultati, tenuto conto che la realizzazione e l'impostazione del dispositivo sono relativamente semplici.