Circuito detector de metais:um guia de introdução

A segurança é uma das poucas coisas que é uma prioridade, independentemente de onde você esteja no mundo. Como resultado, o check-in de segurança na maioria dos locais ou áreas públicas e privadas é garantido. No caso dos agentes de segurança, eles usam detectores de metal ou varinhas. Os detectores de metal em postos de controle de segurança usam um circuito simples de detector de metal. Nesta peça, vamos mergulhar profundamente no circuito do detector de metais. Detectores de metal são bastante comuns hoje em dia.

Além da varinha de segurança típica, os detectores de metal vêm em diferentes formas. Por exemplo, detectores de metais simples de busca no solo ou um detector de metais artístico.

Princípio de funcionamento do circuito detector de metais

Os circuitos detectores de metais usam um oscilador que produz correntes alternadas. Uma corrente parasita passa pelo metal quando ativa. Assim, a corrente produzida passa por uma bobina. Isso cria um campo magnético alternado.

O campo magnético atrai os armários de metal para a bobina. Como resultado, o metal altera o campo magnético ligado ao metal. Consequentemente, a bobina no circuito detecta uma mudança no campo magnético.

Vantagens

• Os circuitos detectores de metais são simples e fáceis de usar.
• Os sensores de proximidade podem funcionar como microcontroladores.

Desvantagens

• Os detectores de metal têm um curto alcance de detecção.
• Discriminação seletiva de objetos não metálicos.

Como construir um detector de metais

Patente Jagadish Chandra do Detector de Metais

Vamos nos concentrar na construção de um circuito simples.

Um mergulho profundo nos componentes

TDA0161 Detector de proximidade IC

O IC do Detector de Proximidade TDA0161 detecta objetos metálicos. Ele faz isso detectando mudanças nas frequências de correntes parasitas sem demora.

Com a ajuda de um circuito sintonizado, o TDA0161 atua como um oscilador. Todas as mudanças na corrente de alimentação determinam o sinal de saída. Quando a corrente detecta um sinal alto, então o metal está presente. Mas, se não houver presença de metal, o sinal é baixo.

Geralmente, o TDA061 é um pacote em linha duplo que possui oito pinos.

Receber Bobina

Bobina de recepção do detector de metais

A bobina de recepção é composta por um fio de cobre esmaltado 30 AWG. Alternativamente, você pode trocá-lo por qualquer material condutor enrolado em uma bobina.

Depois de enrolar a bobina recebida, você deve verificar novamente e confirmar que tem um diâmetro de 5,8 cm. O número total de voltas usadas para fazer esta bobina varia de 140 a 150.

O Circuito

Diagrama de circuito do detector de metais TDA0161

O circuito que usaremos para este exemplo é um circuito LC. Tem o indutor e o capacitor ligados em paralelo. O circuito ressoa quando há um material de frequência semelhante próximo a ele. Ambos os capacitores e indicadores carregam alternadamente.

Quando o capacitor carrega completamente, a carga flui para o indutor. O indutor começa a carregar quando o capacitor não tem carga em outros casos. Para isso, o capacitor extrai carga do indutor.

Como resultado, a carga do indutor diminui. Isso leva ao processo de carregamento do capacitor para preencher o indutor seguindo o exemplo. Em conclusão, as bobinas de indução são dispositivos de armazenamento de campo magnético. Por outro lado, os capacitores são dispositivos de armazenamento de campo elétrico.

Explicação detalhada do circuito e resultados

Você conectou todos os seus componentes e os organizou, então agora é hora de começar. Vamos mergulhar fundo no experimento.

• O circuito LC, incluindo o L1 e C1, obtém qualquer frequência de ressonância para um fechamento de metal. Como resultado, a atração do metal e do ímã criará um campo elétrico. O resultado levará à indução de corrente na bobina. Por fim, alterará o fluxo de sinal através da bobina de recepção.
• O resistor variável mudará o valor do sensor de proximidade para igualar o circuito LC. Durante o experimento, verifique o valor marcado quando a bobina receptora não estiver próxima a nenhum metal. Assim que a bobina de recepção detectar metal, os sinais de feedback de fase mudarão.
• O detector de proximidade detectará a mudança de sinal e reagirá. Os sinais de saída do sensor de proximidade serão de 1mA quando não houver detecção de metal. Se houver alguma detecção de metal, o resultado será 10mA.
• Uma vez que a saída é alta, o resistor R3 mostrará uma tensão positiva para o transistor Q1. Como resultado, o Q1 acenderá, fazendo com que o LED acenda. Mais tarde, a campainha soará ou terá um sinal de áudio. O resistor R2 acabará por limitar o fluxo de corrente.

Detetor de metais usando Arduino UNO

Arduíno Uno

Você também pode construir um detector de metais simples, mas eficaz, usando um Arduino. Seus suprimentos variam. Você também terá que fazer alguma codificação. Se você optar por seguir esse caminho, os componentes comuns incluirão:

• Botão de gatilho
• Um botão lateral usado para definir a frequência
• Alternar
• 3 pilhas AA – 4,5 Volts
• Um motor
• Cabeça circular simples
• LED
• Uma bobina de fio
• Potenciômetro
• Orador
• Objeto condutor

Depois de conectar seu circuito, seus esquemas devem ficar assim.



Diagrama esquemático do detector de metais Arduino

A configuração acima usa um Arduino UNO para programar um DIP ATMega328. Para começar, remova o ATMega328 da placa de desenvolvimento. Você adicionará o ATMega328 e as outras peças do circuito a uma placa.

A bateria alimenta o ATmega328. Também alimenta o oscilador e o motor com LEDs.

Agora é hora de escrever seu código. Para começar, você precisa de uma compreensão adequada dos princípios de programação simples. Você precisará de funções de configuração, funções de interrupção e funções de loop.

Seu código deve ficar assim:

Função de configuração

Função de configuração do detector de metais

Função de interrupção

Função de interrupção do detector de metais

Função de loop

Função de loop do detector de metais

Usando este circuito, você pode pegar objetos condutores. Estes incluem pequenos objetos de metal usando a bobina com a configuração de sensibilidade mais baixa.

Você pode pegar anéis de aço, moedas e parafusos com a configuração mais alta. Se você deseja estender o alcance do detector, você precisa aumentar o fluxo de corrente através do indutor.

Na maioria das vezes, uma fonte de alimentação dupla será suficiente. Geralmente, você pode aumentar o número de voltas de arame usadas para fazer a bobina.

Há uma curva de aprendizado para esta construção. É, no entanto, mais avançado. Com isso em mente, este circuito pode fazer mais do que simples circuitos. Este circuito pode construir uma ampla gama de detectores a longo prazo.

Por exemplo, um detector de metais portátil e até mesmo um detector de metais portátil de arte. Se você optar por ser grande, poderá construir um detector de metais industrial.

Aplicativos

Usando um detector de metais para caçar tesouros

• Identificação de metal como ouro, ferro ou prata.
• Procure objetos metálicos, objetos indesejados, materiais inorgânicos.
• Mapeamento de estruturas geológicas.

Conclusão

Os limites pelos quais você pode experimentar usando circuitos detectores de metais são ilimitados. Você pode tentar inovar ou até inventar com base no conhecimento que tem agora.

Em conclusão, se esta peça sugeriu algo que você achou interessante, você está no lugar certo. Quando você estiver pronto para explorar ainda mais o mundo dos circuitos, não hesite em nos contatar. Estamos abertos a atender todas as suas necessidades de PCB para desenvolver detectores.