DIY Arduino เครื่องตรวจจับโลหะแบบพัลส์เหนี่ยวนำ: 5 ขั้นตอน

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

นี่คือเครื่องตรวจจับโลหะที่ค่อนข้างเรียบง่ายพร้อมประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม

ขั้นตอนที่ 1: ช่วงครอบคลุม

เครื่องตรวจจับนี้สามารถตรวจจับเหรียญโลหะขนาดเล็กได้ในระยะ 15 เซนติเมตร และวัตถุโลหะที่ใหญ่กว่าได้ถึง 40-50 ซม.

ขั้นตอนที่ 2: บทนำ

ระบบ Pulse Induction (PI) ใช้ขดลวดเดี่ยวเป็นทั้งตัวส่งและตัวรับ เทคโนโลยีนี้ส่งกระแสไฟระเบิดสั้น (พัลส์) อันทรงพลังผ่านขดลวด แต่ละพัลส์จะสร้างสนามแม่เหล็กสั้นๆ เมื่อชีพจรสิ้นสุดลง สนามแม่เหล็กจะกลับขั้วและยุบตัวลงอย่างกะทันหัน ส่งผลให้เกิดกระแสไฟฟ้าแหลมคม สไปค์นี้กินเวลาสองสามไมโครวินาทีและทำให้กระแสอื่นไหลผ่านคอยล์ กระแสนี้เรียกว่าชีพจรสะท้อนและสั้นมาก โดยกินเวลาเพียง 30 ไมโครวินาทีเท่านั้น จากนั้นชีพจรอื่นจะถูกส่งไปและกระบวนการจะทำซ้ำ ถ้าชิ้นส่วนของโลหะเข้ามาภายในขอบเขตของเส้นสนามแม่เหล็ก คอยล์รับสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทั้งแอมพลิจูดและเฟสของสัญญาณที่ได้รับ ปริมาณการเปลี่ยนแปลงแอมพลิจูดและการเปลี่ยนเฟสเป็นตัวบ่งชี้สำหรับขนาดและระยะห่างของโลหะ และยังสามารถใช้เพื่อแยกแยะระหว่างโลหะที่เป็นเหล็กและอโลหะ

ขั้นตอนที่ 3: สร้าง

ฉันพบตัวอย่างที่ดีของเครื่องตรวจจับ PI บนเว็บไซต์ของ N. E. C. O. โครงการต่างๆ เครื่องตรวจจับโลหะนี้เป็น symbiosis ของ Arduino และ Android บน Play Store คุณสามารถดาวน์โหลดเวอร์ชันฟรีของแอปพลิเคชัน "Spirit PI" ซึ่งทำงานได้อย่างสมบูรณ์ แต่คุณยังสามารถซื้อเวอร์ชัน Pro ที่มีตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมมากมาย การสื่อสารระหว่างสมาร์ทโฟนและ Arduino นั้นเสร็จสิ้นด้วยโมดูล Bluetooth HC 05 แต่คุณสามารถใช้อะแดปเตอร์ Bluetooth ใดก็ได้ที่คุณต้องเปลี่ยนอัตราบอดเป็น 115200 โครงร่างดั้งเดิมแสดงไว้ในรูปด้านบน

ขั้นตอนที่ 4: วงจรดัดแปลง

ฉันได้ทำการปรับเปลี่ยนรูปแบบเดิมเล็กน้อยเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของอุปกรณ์ แทนที่ตัวต้านทาน 150 โอห์ม ฉันใส่โพเทนชิออมิเตอร์แบบทริมเมอร์ด้วยค่า 47 Kohms ทริมเมอร์นี้ควบคุมกระแสผ่านคอยล์ โดยการเพิ่มมูลค่ากระแสผ่านขดลวดจะเพิ่มขึ้นและความไวของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น การดัดแปลงครั้งที่สองคือทริมเมอร์หม้อ 100kOhm แทนตัวต้านทาน 62k ในต้นฉบับ ด้วยทริมเมอร์นี้ เราตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าประมาณ 4.5V ถึงอินพุต A0 บน Arduino เพราะฉันสังเกตเห็นว่าสำหรับแอมพลิฟายเออร์และแรงดันไฟฟ้าในการดำเนินงานที่แตกต่างกัน ค่าของตัวต้านทานนี้ควรแตกต่างกัน

ในกรณีนี้ สำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟ ฉันใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน 4 ก้อนที่เชื่อมต่อเป็นอนุกรม ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าจึงมากกว่า 15 โวลต์ เนื่องจาก Arduino ยอมรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตสูงสุด 12V ฉันจึงวางตัวกันโคลงสำหรับ 5V (7805) ที่ติดตั้งบนฮีทซิงค์ขนาดเล็กเพื่อจ่ายไฟให้ Arduino โดยตรงกับพิน +5v

ขั้นตอนที่ 5: คอยล์

ขดลวดทำจากลวดทองแดงแบบแยกได้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0.4 มม. และมีขดลวด 25 เส้นในรูปทรงวงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 19 เซนติเมตร ในขั้นตอนสุดท้ายต้องแน่ใจว่าไม่มีวัตถุที่เป็นโลหะอยู่ใกล้ ขดลวด (ส่วนประกอบจะต้องติดกาวและไม่มีสกรู)

ดังที่คุณเห็นในวิดีโอ สามารถตรวจจับเหรียญโลหะขนาดเล็กได้ในระยะ 10-15 เซนติเมตร ในขณะที่วัตถุโลหะขนาดใหญ่กว่า 30-40 เซนติเมตร และอื่นๆ นี่เป็นผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยม โดยคำนึงว่าการผลิตและการตั้งค่าของอุปกรณ์นั้นค่อนข้างง่าย