Ви можете знайти металошукач в аеропортах, театрах та різних інших громадських місцях. Вони використовуються для безпеки людей для виявлення людей, які переносять метал (зброю тощо). У цьому проекті ми збираємося розробити просту схему металошукача. Існує дуже багато конструкцій металошукачів, але більшість із них є складними за дизайном, тому тут ми збираємося розробити просту схему металошукача за допомогою 555 IC Timer.
Перш ніж йти далі, нам слід зрозуміти поняття індуктивності та схеми RLC. Спершу поговоримо про індуктори. Індуктори - це не що інше, як котушки з емальованого мідного дроту різної форми та розмірів. На основі різних параметрів розраховується індуктивність індуктивності. За всіма цими параметрами нас в основному цікавить сердечник на індукторі, оскільки в залежності від сердечника значення індуктивності різко змінюється.
На малюнку нижче ви можете побачити дроселі з повітряним порошком. У цих дроселях не буде твердого сердечника. В основному це котушки, залишені в повітрі. Середовищем потоку магнітного поля, що генерується індуктором, є ніщо або повітря. Ці індуктори мають індуктивності дуже меншого значення.
Ці індуктори використовуються, коли потрібні значення декількох мікро Генрі. Для значень, що перевищують кілька мілі, вони не є придатними. На малюнку нижче ви можете побачити індуктори з феритового сердечника,
Коли котушка індуктора намотана на сердечник, може бути феритовим або залізним сердечником, індуктивність котушки надзвичайно зростає. Ця величина набагато більше, ніж повітряна серцевина однакового розміру та форми.
Тепер для схеми RLC, як показано на малюнку, реактивний опір або імпеданс між клемами "a" і "c" залежить від значень L і C, якщо частота прикладеного сигналу є постійною.
Отже, якщо значення індуктивності змінюється, значення реактивного опору або імпедансу змінюється. Як ці дві концепції використовуються разом для схеми металошукача, пояснюється в робочому розділі цього проекту.
Компоненти схеми металошукача
- +9 напруга живлення
- 555 СК
- Резистор 47KΩ
- Конденсатор 2,2 мкФ (2 штуки)
- Динамік (8 Ом)
- 170 поворотів котушки діаметром 10 см (працює будь-який калібр)
Схема і робота металошукача
На малюнку представлена принципова схема металошукача. Таймер 555 IC тут діє як генератор квадратних хвиль і генерує імпульси з частотами, чутними для людини. Конденсатор між pin2 та pin1 не слід міняти, оскільки це потрібно для генерації звукових частот.
У ланцюзі є схема RLC, утворена резистором 47K, конденсатором 2,2 мкФ та індуктивністю 150 обертів. Ця схема RLC є частиною виявлення металу. Як уже згадувалося раніше в попередньому розділі, індуктивність металевого сердечника має велике значення індуктивності порівняно з повітряним порошком.
Пам’ятайте, котушка, намотана тут, - це повітряна серцевина, тому, коли металевий шматок наближається до котушки, металевий шматок виконує роль серцевини для індуктора з повітряним порошком. Завдяки цьому металу, який діє як серцевина, індуктивність котушки значно змінюється або збільшується. При цьому раптовому збільшенні індуктивності котушки загальний опір або імпеданс схеми RLC змінюється на значну величину в порівнянні без металевого шматка.
Спочатку, коли немає металевого шматка, сигнал, що подається на динамік, викликає якийсь звуковий звук. Тепер із зміною реактивного опору навколо схеми RLC сигнал, що надсилається на динамік, перестане бути таким самим, як раніше, через це звук, вироблений динаміком, буде відрізнятися від першого.
Отже, щоразу, коли метал наближається до котушки, імпеданс RLC змінюється, змушуючи сигнал змінюватися, що призводить до зміни звуку, що генерується в динаміку. Ви також можете перевірити цей металошукач на основі Arduino.
Загальні поради:
- Емаль слід знімати на кінчиках котушки для паяння з'єднань.
- З різними датчиками ми матимемо різний імпеданс RLC, тому слід експериментувати з опором у схемі RLC для виявлення чутливих металів.
- Колонка може бути будь-якого типу. Але при опорі менше 8 Ом таймер може нагріватися.
- Використовуйте напругу живлення вище 5В.