Zbuduj fajnie wyglądający i bardzo unikalny wykrywacz metalu z 5 oddzielnymi cewkami, które zapalają się po wykryciu metalu. Cewka wyszukiwania znajdująca się najbliżej metalu zaświeci się lepiej, pomagając zidentyfikować ukryty skarb!

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Zbierz materiały

Przegląd

Celem tego projektu było sprawienie sobie radości podczas korzystania z wielu cewek wyszukiwania, używania światła, a nie dźwięku, aby wskazać wykrywanie, a także umieścić wszystko w głowicy detektora.

Sercem detektora jest Arduino Nano Atmega328, który służy do pomiaru szerokości impulsu sygnału, który przechodzi przez każdą cewkę. Arduino wytwarza impuls fali prostokątnej, który jest podawany do obwodu zbiornika LC, który wytwarza zanikający sygnał sinusoidalny o częstotliwości określonej przez częstotliwość rezonansową L i C. Sygnał ten jest oczyszczany przez komparator napięcia LM339, który w efekcie wytwarza seria impulsów, które są prezentowane na pinach wejścia cyfrowego w Arduino. Funkcja pulseIn została użyta do próby pomiaru długości impulsu impulsów. Po wielu zamieszaniu i różnych wynikach udało mi się uzyskać stabilny wynik, uśredniając wiele próbek na każdej cewce. Gdy metal znajduje się w pobliżu cewki, zmienia się indukcyjność cewki, która zmienia częstotliwość rezonansową obwodu LC, a tym samym szerokość impulsu. Jeśli występuje zmiana szerokości impulsu w porównaniu z wartością wyjściową, dioda LED świeci się bezpośrednio nad cewką.

Kluczowe komponenty

1. Arduino Nano ATmega328
2. LM339 Quad Voltage Komparator x 2
3. Płyta Vero 50 mm x 80 mm
4. Rezystory 1K ohm x 5
5. Rezystory 100 omów x 5
6. Dioda sygnalizacyjna IN4148 x 5
7. 0.1uf Greencap Capacitor x 5 (zamontowany przez cewkę)
8. Kondensator ceramiczny 330pf x 5 (montowany na PCB w celu poprawy stabilności)
9. 10k rezystor pullup x 1
10. Taśma LED 3 V z dołączonym rezystorem 150 omów (odcięcie od bębna) x 5
11. Odpowiedni uchwyt do mopa z elastycznym przegubem z tworzywa sztucznego
12. Drewno MDF o grubości 6 mm, 2 sztuki 22 cm x 23 cm
13. Drut miedziany o długości 0,26 mm i długości około 25 m (5 cewek o 40 zwojach o promieniu 20 mm)
14. Piłki do ping-ponga x 3
15. Arkusz plastikowy A4 Niebieski kolor (używany z pliku dokumentu pochodzącego z domu towarowego)
16. Dwuskładnikowy klej na bazie żywicy epoksydowej (najlepiej 5 min)
17. Kabel jednożyłowy ekranowany 2-3 mm o długości około 30 cm
18. Słupki montażowe Vero x 20 (małe metalowe kolce ułatwiające podłączenie przewodów do płyty Vero)

Wymagane narzędzia

1. Lutownica
2. Lutować
3. Wyrzynarka odpowiednia do cięcia drewna MDF o grubości 6 mm
4. Szczypce i obcinaki boczne
5. Wiertło do otworów 50 mm
6. Pistolet na gorący klej
7. Wiertarka elektryczna
8. Nóż do noży pudełkowych

Krok 2: Zbuduj zespół cewki wyszukiwania

1. Stwórz sześciokątny szablon z tektury, rysując okrąg o średnicy 80 mm i dzieląc okrąg na 8 równych segmentów.
2. Użyj sześciokątnego kształtu, aby narysować kształt zespołu cewki wyszukiwania na arkuszu papieru zgodnie z diagramem.
3. Skopiuj kształt na płytę MDF i za pomocą elektrycznej piły do ​​cięcia, a następnie dwukrotnie wytnij ogólny kształt.
4. Weź jeden z kształtów MDF i za pomocą piły otworowej o średnicy 50 mm (dobrze działa otwór na klamkę) wywierć 5 otworów w środku każdego sześciokąta.
5. Używając kleju epoksydowego, przymocuj dwa arkusze razem, zgodnie ze schematem, aby mieć teraz 5 otworów do zamontowania cewek wyszukiwania.
6. Wiatr 5 x cewki z drutu miedzianego składające się z 40 zwojów wokół 40 mm cylindra (użyłem starej rury pistoletu uszczelniającego)
7. Użyj kleju do klejenia zwojów i upewnij się, że początek i koniec uzwojenia ma co najmniej 20 cm ołowiu, aby można je było podłączyć do płytki.
8. Wywierć otwór o średnicy 3 mm w każdym zespole cewki przeszukiwacza, aby przewody cewki z drutu miedzianego przechodziły od dołu do płytki drukowanej zgodnie ze zdjęciem.
9. Gorąco Przyklej cewki do miejsca, upewniając się, że przewody miedziane są przewleczone przez otwór i mogą dotrzeć do płytki. Użyj dużo kleju, aby upewnić się, że cewki są sztywne i przynajmniej równo z podstawą MDF. Nie chcesz, aby cewki wystawały poniżej MDF, w przeciwnym razie zostaną uszkodzone podczas przeciągania po ziemi.

Krok 3: Zbuduj i przetestuj obwód

Niezwykły kształt płytki drukowanej był próbą utrzymania obwodów w centrum urządzenia, aby uniknąć zakłóceń z cewkami wyszukiwania.

1. Użyj szablonu stworzonego wcześniej, aby oznaczyć planszę Vero do wymaganego kształtu.
2. Najpierw zamontuj urządzenia Arduino i LM339, a następnie użyj ich do pozycjonowania komponentów, abyś mógł wywiercić płytkę vero zgodnie z załączonym zdjęciem. Przylutuj do urządzeń Arduino i LM339.
3. Rezystory i kondensatory, w których dodano wraz z ekranowanym kablem w celu poprawy stabilności.
4. Zamontowałem kondensatory 0.1uf bezpośrednio na płycie MDF, ponieważ były dość masywne i musiały być przymocowane bezpośrednio do pętli Wire Wire. Następnie ekranowany drut został przycięty na długość, uziemiony na jednym końcu (nie na obu!), A następnie połączony z płytką drukowaną za pomocą styku Vero. (Zobacz zbliżenie obwodu)
5. Na szpilce D2 Arduino znajduje się przycisk kalibracji, który resetuje próg dla każdej cewki, aby uzyskać możliwość wyzerowania wszelkich zmian w konstrukcji.

Testowanie urządzenia

1. Załączony jest obrazek schematu obwodu wraz z kodem Arduino do testowania urządzenia.
2. Prześlij kod do Arduino. Odłącz kabel USB od Arduino (ważne, jak bateria 9v + USB przegrzeje urządzenie)
3. Dołącz baterię 9 V (pin Vin na Arduino) i obserwuj, że urządzenie uruchomiło się poprawnie (migające światła Arduino)
4. Umieść cewkę wyszukiwania gdzieś z dala od metalu. Naciśnij przycisk kalibracji. Każda dioda LED powinna się świecić, ponieważ kalibruje każdą z 5 cewek.
5. Przesuń metal blisko cewki, a odpowiednia dioda LED powinna się zaświecić.
6. Jeśli tak się nie stanie, sprawdź obwód, aby upewnić się, że wszystko jest poprawnie zbudowane.

Krok 4: Ukończ sprawę

1. Arkusz z tworzywa sztucznego został użyty do pokrycia górnej i dolnej części urządzenia, a boki zostały pomalowane, aby zapewnić wodoszczelność.
2. Wywierć otwory w pokrywie u góry, aby diody LED emitowały światło. Kulki Ping Pong zostały podzielone na pół i użyte jako rozpraszacze światła, aby dać całkiem fajny efekt, gdy wykryty zostanie metal.
3. Plastikowy pojemnik (w tym przypadku pół i nausznik) został użyty do przechowywania płytki drukowanej i baterii 9V.
4. W tym przypadku wybrałem uchwyt do mopa z elastycznym złączem, który umożliwia obracanie głowicy wykrywacza metalu do góry i do dołu, aby dopasować się do wysokości użytkownika i zapewnić wygodę użytkowania.

Krok 5: Testy końcowe

1. Gdy urządzenie jest włączone, czujniki wymagają kalibracji.
2. Podnieś głowę z dowolnego metalu lub przedmiotów i naciśnij przycisk kalibracji.
3. Diody LED powinny zaświecić się na chwilę od lewej do prawej, a następnie urządzenie powinno być ustawione do użycia.
4. W podświetlonym kodzie są zmienne, którymi można się bawić, aby poprawić lub zmienić wydajność.
5. Próbowałem jednak zrobić to, co włączasz i to po prostu działa.

Cieszyć się

Krok 6: Detektor pojedynczej cewki

Otrzymałem wiele próśb o wykrycie pojedynczej cewki do różnych zastosowań, więc dodałem tę sekcję, aby ludzie mogli spróbować.

Załączony jest schemat obwodu, a także zmodyfikowany kod.

Porady dotyczące stabilności

1. Należy pamiętać, że obwód działa na wysokich częstotliwościach, a długość przewodów podłączeniowych może spowodować, że obwód będzie niestabilny, gdy zostanie użyty na płytce kuchennej. Dlatego należy trzymać przewody krótkie z minimalnym nakładaniem się i zapewnić, że okablowanie nie będzie się poruszać podczas pracy.

2. Zasilanie USB z komputera będzie miało wpływ na stabilność i częstotliwość obwodu. Dlatego zalecamy testowanie obwodu z zewnętrzną baterią 9 V.