Détecteur de métaux Arduino : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:09

Arduino est une société de matériel informatique et de logiciels open source, un projet et une communauté d'utilisateurs qui conçoit et fabrique des microcontrôleurs monocarte et des kits de microcontrôleurs pour la construction d'appareils numériques et d'objets interactifs capables de détecter et de contrôler des objets dans le monde physique et numérique.

Dans ce Instructable, nous allons faire un détecteur de métaux. PS: Ceci n'est pas destiné aux débutants.

Un détecteur de métaux est un instrument électronique qui détecte la présence de métal à proximité. Les détecteurs de métaux sont utiles pour trouver des inclusions métalliques cachées dans des objets ou des objets métalliques enfouis sous terre.

Mais le détecteur de métaux que nous allons fabriquer ne sera pas utile dans les cas réels, c'est juste pour le plaisir et l'apprentissage.

Étape 1: Matériel requis

1. Arduino Nano
2. Bobine
3. Condensateur 10 nF
4. Sonnerie Pizo
5. Résistance 1k
6. Résistance de 330 Ohms
7. LED
8. 1N4148 Diode
9. Planche à pain
10. Fils de cavalier
11. Batterie 9V

Étape 2: schéma de circuit

Nous avons utilisé un Arduino Nano pour contrôler l'ensemble de ce projet de détecteur de métaux. Une LED et un buzzer sont utilisés comme indicateur de détection de métal. Une bobine et un condensateur sont utilisés pour la détection des métaux. Une diode de signal est également utilisée pour réduire la tension. Et une résistance pour limiter le courant à la broche Arduino.

Lorsqu'un métal s'approche de la bobine, la bobine change son inductance. Ce changement d'inductance dépend du type de métal. Elle diminue pour les métaux non magnétiques et augmente pour les matériaux ferromagnétiques comme le fer. Selon le noyau de la bobine, la valeur d'inductance change considérablement. Dans la figure ci-dessous, vous pouvez voir les inducteurs à noyau d'air, dans ces inducteurs, il n'y aura pas de noyau solide. Ce sont essentiellement des bobines laissées en l'air. Le milieu de flux de champ magnétique généré par l'inducteur n'est rien ou de l'air. Ces inductances ont des inductances de bien moindre valeur.

Ces inducteurs sont utilisés lorsque le besoin de valeurs de quelques microHenry. Pour des valeurs supérieures à quelques milliHenry, celles-ci ne conviennent pas. Dans la figure ci-dessous, vous pouvez voir un inducteur avec noyau de ferrite. Ces inducteurs à noyau de ferrite ont une très grande valeur d'inductance.

N'oubliez pas que la bobine enroulée ici est une bobine à noyau d'air, donc lorsqu'une pièce métallique est amenée près de la bobine, la pièce métallique agit comme un noyau pour l'inducteur à noyau d'air. Par ce métal agissant comme un noyau, l'inductance de la bobine change ou augmente considérablement. Avec cette augmentation soudaine de l'inductance de la bobine, la réactance ou l'impédance globale du circuit LC change considérablement par rapport à la pièce métallique.

Étape 3: Comment ça marche ?

Le fonctionnement de ce détecteur de métaux Arduino est un peu délicat. Ici, nous fournissons l'onde de bloc ou l'impulsion, générée par Arduino, au filtre passe-haut LR. Pour cette raison, de courtes pointes seront générées par la bobine à chaque transition. La longueur d'impulsion des pointes générées est proportionnelle à l'inductance de la bobine. Ainsi, avec l'aide de ces impulsions Spike, nous pouvons mesurer l'inductance de la bobine. Mais ici, il est difficile de mesurer précisément l'inductance avec ces pointes car ces pointes sont de très courte durée (environ 0,5 microseconde) et cela est très difficile à mesurer par Arduino.

Ainsi, au lieu de cela, nous avons utilisé un condensateur qui est chargé par l'impulsion ou la pointe montante. Et il a fallu peu d'impulsions pour charger le condensateur au point où sa tension peut être lue par la broche analogique Arduino A5. Ensuite, Arduino a lu la tension de ce condensateur en utilisant ADC. Après avoir lu la tension, le condensateur s'est rapidement déchargé en faisant de la broche capPin comme sortie et en la réglant sur faible. L'ensemble de ce processus prend environ 200 microsecondes. Pour un meilleur résultat, nous répétons la mesure et faisons une moyenne des résultats. C'est ainsi que nous pouvons mesurer l'inductance approximative de la bobine. Après avoir obtenu le résultat, nous transférons les résultats à la LED et au buzzer pour détecter la présence de métal. Vérifiez le code complet donné à la fin de cet article pour comprendre le fonctionnement.

Le code Arduino complet est donné à la fin de cet article. Dans la programmation d'une partie de ce projet, nous avons utilisé deux broches Arduino, une pour générer des ondes de bloc à alimenter dans la bobine et une seconde broche analogique pour lire la tension du condensateur. Outre ces deux broches, nous avons utilisé deux autres broches Arduino pour connecter la LED et le buzzer. Vous pouvez consulter le code complet et la vidéo de démonstration du détecteur de métaux Arduino ci-dessous. Vous pouvez voir que chaque fois qu'il détecte du métal, la LED et le buzzer commencent à clignoter très rapidement.

Étape 4: Temps de codage

Publié à l'origine sur Circuit DigestPar Saddam