Detektor kovů je běžný gadget, který se používá ke kontrole osob, zavazadel nebo pytlů v nákupních centrech, ubytováních, filmových chodbách atd., Aby bylo zajištěno, že jednotlivec nebude dopravovat žádné kovy nebo nedovolené věci, jako jsou zbraně, bomby atd. Detektory kovů identifikují blízkost kovů. Na trhu lze vidět mnoho typů detektorů kovů. Patří mezi ně ruční detektory kovů, průchozí detektory kovů, detektory kovů pro pozemní vyhledávání atd.
Obvod detektoru kovů
Jednoduchý obvod detektoru kovů lze v malém měřítku vyrobit doma. V tomto projektu provedeme jednoduchý obvod detektoru kovů pomocí snímače přiblížení. Všechny použité komponenty jsou velmi jednoduché a snadno dostupné na trhu.
Jak navrhnout obvod detektoru kovů pomocí TDA0161?
Nyní, když víme, co budeme v tomto projektu dělat, začněme shromažďovat další informace vytvořením úplného seznamu komponent a nejprve projdeme krátkou studií.
Krok 1: Shromažďování komponent
Nejlepším způsobem, jak zahájit jakýkoli projekt, je vytvořit seznam komponent a projít krátkou studií těchto komponent, protože nikdo nebude chtít držet uprostřed projektu jen kvůli chybějící komponentě. Seznam komponent, které v tomto projektu použijeme, je uveden níže:
- IC TDA0161 Proximity Detector
- 1k-ohmový rezistor
- Rezistor 330 Ω
- 100 Ω rezistor
- Potenciometr 5 KΩ
- Tranzistor 2N2222 NPN
- Bzučák
- Měděný drát pro cívku
- VEDENÝ
- Veroboard
- baterie
- Digitální multimetr
Krok 2: Studium komponent
Jelikož nyní známe hlavní koncept tohoto projektu a máme také kompletní seznam komponent, posuňte se o krok vpřed a projděte si krátkou studii některých hlavních komponent, které budou použity při výrobě obvodu.
IC TDA0161 Proximity Detector je detektor přiblížení Ic. Vyrábí ji společnost STMicroelectronics. Používá se k detekci kovových předmětů. Provádí tento úkol detekcí nepatrných změn ztrát vysokofrekvenčních vířivých proudů. S pomocí věčně vyladěného obvodu funguje TDA0161 IC jako oscilátor. Výstupní signál je určen změnou napájecího proudu. To znamená, že proud bude vysoký, když bude kovový předmět v blízkosti cívky a proud bude nízký, pokud poblíž cívky není žádný kovový předmět. TDA0161 IC se skládá z 8 pinů. Tento IC je dodáván v dual-inline balíčcích.
TDA0161
2N2222 Tranzistor: Jedná se o nejznámější bipolární tranzistor NPN. Tento tranzistor se většinou používá pro účely spínání a zesilování. Hlavním důvodem jeho slávy je, že je to nízká cena, malá velikost a schopnost zvládnout vysokou hodnotu proudu ve srovnání s podobnými malými tranzistory. Normálně tento tranzistor zvládne vysoký proudový proud až 800 mA. Tento tranzistor je vyroben z křemíku nebo germania. V procesu zesílení je vstupní analogový signál přiveden na jeho kolektor a výstupní zesílený signál je odeslán do základny. tento analogový signál může být hlasový signál.
2N2222
Veroboard je dobrá volba pro vytvoření obvodu, protože jedinou bolestí hlavy je umístit komponenty na Vero-board a jednoduše je připájet a zkontrolovat kontinuitu pomocí digitálního multimetru. Jakmile je známo rozložení obvodu, rozřízněte desku na rozumnou velikost. Za tímto účelem položte desku na řezací podložku a pomocí ostré čepele (bezpečně) a dodržením všech bezpečnostních opatření více než jednou přikládejte náklad nahoru a základnu podél rovné hrany (5krát nebo vícekrát), přejíždějte otvory. Poté proveďte těsné umístění komponent na desce, abyste vytvořili kompaktní obvod, a pájejte kolíky podle zapojení obvodu. V případě jakékoli chyby zkuste odpájit připojení a znovu je připájet. Nakonec zkontrolujte kontinuitu. Projděte následující kroky a vytvořte dobrý okruh na Veroboardu.
Veroboard
The bzučák je druh elektronického sběrače zvuku s koordinovanou strukturou. Obvykle se používá jako hlasový gadget v elektronických předmětech, jako jsou počítače, tiskárny, replikační stroje, výstražná mechanická montáž, elektronické hračky, autoelektronické přístroje, telefony atd. V tomto projektu použijeme bzučák pro spuštění alarmu když je kolík vybrán z hlavního obvodu.
Bzučák
Krok 3: Blokové schéma
Blokové schéma
Tři hlavní umění obvodu detektoru kovů jsou LC obvod , Senzor přiblížení , výstup Bzučák a LED. LC obvod je vytvořen připojením kondenzátoru a cívky měděného drátu v paralelní konfiguraci.
Když cívka detekuje kov poblíž jeho povrchu, spustí senzor přiblížení, který poté odešle signál do výstupního obvodu, rozsvítí LED a zazní bzučák. Takže v zásadě v LC obvod , když se materiál stejné frekvence přiblíží k měděné cívce, začne rezonovat. Tím se začne nabíjet kondenzátor. Kondenzátor a induktor budou nabíjeny alternativně v LC obvodu. Když bude kondenzátor plně nabitý, náboj se přenese na induktor a když se náboj přes kondenzátor téměř blíží nule, bude nabíjet náboj z induktoru. Tento proces se opakuje znovu a znovu.
NA Senzor přiblížení je senzor, který se používá k detekci n objektů bez fyzického kontaktu. Pracovní princip infračerveného senzoru a senzoru přiblížení jsou stejné. Také vydává signál a na výstupu neukazuje nic, dokud nedojde ke změně odraženého signálu. Na trhu je k dispozici tolik typů bezkontaktních senzorů, používáme ten, který vyšle výstupní signál, když detekuje kovový předmět.
Krok 4: Práce na okruhu
Jelikož nyní máme všechny potřebné informace o použitých součástech a fungování obvodu, pojďme se posunout o krok vpřed a začneme rozumět hlavnímu fungování obvodu detektoru kovů.
Hlavní částí obvodu detektoru kovů je paralelní konfigurace kondenzátoru a indukční cívky. Tento LC obvod pomáhá senzoru přiblížení oscilovat na konkrétní frekvenci. Když jakýkoli kovový předmět d jakákoli rezonanční frekvence přivedená do blízkosti cívky induktoru, v důsledku zákona elektromagnetické indukce bude indukovaný proud indukován v cívce vzájemnou indukcí. To změní signál protékající cívkou k senzoru přiblížení.
Potenciometr je proměnný rezistor, jehož hodnotu lze změnit. V tomto obvodu se používá ke změně hodnoty LC obvodu. Je třeba mít na paměti, že pokud není v blízkosti cívky žádný kovový předmět, měla by být zkontrolována hodnota snímače přiblížení. Pokud má cívka poblíž kovový předmět, změní se hodnota snímače přiblížení, protože LC obvod bude mít v sobě jiný signál.
Nyní je změněný signál v cívce odeslán do snímače přiblížení. tento senzor tento signál prozkoumá a podle toho reaguje. Pokud je signál kolem 1 mA, znamená to, že v blízkosti cívky není žádný kovový předmět. Pokud je proud téměř více než 8 mA, znamená to, že v blízkosti cívky je kovový předmět.
Když je tedy výstupní kolík snímače přiblížení vysoký, bude tranzistoru poskytnuto kladné napětí a bude vysílat signál k zapnutí LED a bzučáku.
Krok 5: Sestavení komponent
Nyní, když známe hlavní pracovní a také kompletní okruh našeho projektu, pojďme pokročit a začít vyrábět hardware našeho projektu. Je třeba mít na paměti jednu věc, že obvod musí být kompaktní a komponenty musí být umístěny tak blízko.
- Vezměte Veroboard a otřete jeho stranu měděným povlakem škrabkou.
- Nyní umístěte komponenty opatrně a dostatečně blízko, aby se obvod příliš nezvětšil
- Opatrně proveďte připojení pomocí páječky. Pokud při vytváření připojení dojde k chybě, zkuste připojení odpájet a připojení znovu správně připájet, ale nakonec musí být spojení pevné.
- Jakmile jsou všechna připojení provedena, proveďte test spojitosti. V elektronice je testem kontinuity kontrola elektrického obvodu, aby se zkontrolovalo, zda proud teče v požadované cestě (zda je to jistě úplný obvod). Test spojitosti se provádí nastavením malého napětí (zapojeného v uspořádání s LED nebo rozruch vytvářející část, například piezoelektrický reproduktor) zvoleným způsobem.
- Pokud test spojitosti proběhne, znamená to, že obvod je adekvátně proveden podle potřeby. Nyní je připraven k testování.
Obvod bude vypadat jako na obrázku níže:
Kruhový diagram
Výhody
Protože každý projekt má své klady a zápory, níže jsou uvedeny některé výhody a nevýhody tohoto obvodu detektoru kovů.
- Detektor kovů na bázi detektoru vzdálenosti TDA0161 je velmi jednoduchý a malý projekt, který lze snadno vyrobit doma. Lze jej tedy použít v domácnostech, kancelářích, na pracovištích atd. K vyhledání malých kovových předmětů, například železných hřebíků, stříbrných nebo zlatých šperků atd.
- Protože tento snímač přiblížení funguje správně, není třeba používat žádný typ mikrokontroléru.
Nevýhody
Jelikož se jedná o domácí obvod detektoru kovů malého rozsahu, hlavní nevýhodou jeho obvodu je problém s rozsahem jeho detekce. U tohoto obvodu by vzdálenost kovového předmětu měla být alespoň 10 mm od cívky obvodu detektoru kovů.
Aplikace
Existuje několik aplikací detektoru kovů. Některé z nich jsou uvedeny níže.
- Detektory kovů se používají při vstupu do místa, kde je nutná bezpečnost. To bude použito k detekci jakékoli škodlivé zbraně.
- Detektory kovů se používají k detekci stříbra, železa, zlata atd.
- Vzhledem k tomu, že tento projekt je vyráběn v malém měřítku, lze jej použít v domácnostech k detekci malých kovových předmětů, jako jsou železné hřebíky atd.
