Làm thế nào để tạo ra một mạch dò kim loại?

Máy dò kim loại là một thiết bị thông thường được sử dụng để kiểm tra người, hành lý hoặc bao tải trong các trung tâm mua sắm, nhà trọ, hành lang chiếu phim, v.v. để đảm bảo rằng cá nhân đó không chuyển bất kỳ kim loại hoặc những thứ bất hợp pháp như vũ khí, bom, v.v. Máy dò kim loại xác định độ gần của kim loại. Có thể thấy nhiều loại máy dò kim loại trên thị trường. Chúng bao gồm máy dò kim loại cầm tay, máy dò kim loại đi qua, máy dò kim loại tìm kiếm trên mặt đất, v.v.

Một mạch dò kim loại đơn giản có thể được thực hiện tại nhà với quy mô nhỏ. Trong dự án này, chúng tôi sẽ tạo ra một mạch dò kim loại đơn giản bằng cách sử dụng cảm biến tiệm cận. Tất cả các thành phần được sử dụng rất đơn giản và dễ dàng có sẵn trên thị trường.

Làm thế nào để thiết kế một mạch dò kim loại bằng TDA0161?

Bây giờ khi chúng ta biết những gì chúng ta sẽ làm trong dự án này, chúng ta hãy bắt đầu thu thập thêm thông tin bằng cách lập một danh sách đầy đủ các thành phần và thực hiện một nghiên cứu ngắn ngay từ đầu.

Bước 1: Thu thập các thành phần

Cách tiếp cận tốt nhất để bắt đầu bất kỳ dự án nào là lập danh sách các thành phần và nghiên cứu ngắn gọn về các thành phần này vì sẽ không ai muốn mắc kẹt ở giữa dự án chỉ vì thiếu một thành phần. Dưới đây là danh sách các thành phần mà chúng tôi sẽ sử dụng trong dự án này:

Bước 2: Nghiên cứu các thành phần

Như bây giờ chúng ta đã biết khái niệm chính đằng sau dự án này và chúng ta cũng có một danh sách đầy đủ các thành phần, hãy đi trước một bước và đi qua nghiên cứu ngắn gọn về một số thành phần chính sẽ được sử dụng trong việc tạo f mạch.

IC phát hiện tiệm cận TDA0161là một Ic Bộ phát hiện tiệm cận. Nó được sản xuất bởi STMicroelectronics. Nó được sử dụng để phát hiện các vật thể kim loại. Nó thực hiện nhiệm vụ này bằng cách phát hiện những thay đổi nhỏ trong tổn thất dòng điện xoáy tần số cao. Với sự trợ giúp của một mạch được điều chỉnh vĩnh cửu, IC TDA0161 hoạt động như một bộ dao động. Tín hiệu đầu ra được xác định bởi sự thay đổi của dòng cung cấp. Điều này có nghĩa là dòng điện sẽ cao khi một vật kim loại ở gần cuộn dây và dòng điện sẽ thấp nếu không có vật kim loại nào gần cuộn dây. IC TDA0161 gồm 8 chân. IC này có trong các gói nội tuyến kép.

Bóng bán dẫn 2N2222: Nó là bóng bán dẫn mối nối lưỡng cực NPN được biết đến nhiều nhất. Bóng bán dẫn này chủ yếu được sử dụng cho mục đích chuyển mạch và khuếch đại. Lý do chính đằng sau sự nổi tiếng của nó là chi phí thấp, kích thước nhỏ và khả năng xử lý giá trị dòng điện cao so với các bóng bán dẫn nhỏ tương tự. Thông thường bóng bán dẫn này có thể xử lý đánh giá dòng cao lên đến 800mA. Bóng bán dẫn này được tạo thành từ vật liệu silicon hoặc germani. Trong quá trình khuếch đại, tín hiệu tương tự đầu vào được đưa vào bộ thu của nó và tín hiệu khuếch đại đầu ra được gửi đến đế. tín hiệu tương tự này có thể là tín hiệu thoại.

Veroboard là một lựa chọn tốt để tạo mạch vì vấn đề đau đầu duy nhất là đặt các thành phần lên bảng mạch Vero và chỉ cần hàn chúng và kiểm tra tính liên tục bằng Digital Multi Meter. Khi đã biết cách bố trí mạch, hãy cắt bo mạch thành kích thước hợp lý. Vì mục đích này, hãy đặt tấm ván lên thảm cắt và bằng cách sử dụng một lưỡi dao sắc bén (một cách chắc chắn) và bằng cách thực hiện tất cả các biện pháp phòng ngừa an toàn, nhiều hơn một lần cho tải trọng lên trên và đế dọc theo cạnh thẳng (5 hoặc nhiều lần), chạy qua các khẩu độ. Sau khi thực hiện, đặt các linh kiện trên bo mạch chặt chẽ để tạo thành một mạch điện nhỏ gọn và hàn các chân theo các mối nối mạch. Trong trường hợp có sai sót, hãy cố gắng khử hàn các kết nối và hàn lại chúng. Cuối cùng, hãy kiểm tra tính liên tục. Thực hiện các bước sau để tạo mạch tốt trên Veroboard.

Các buzzer là một loại bộ thu âm điện tử có cấu trúc phối hợp. Nó thường được sử dụng như một tiện ích giọng nói trong các mặt hàng điện tử như PC, máy in, máy sao chép, lắp ráp cơ khí cảnh báo, đồ chơi điện tử, thiết bị điện tử tự động, điện thoại, v.v. Trong dự án này, chúng tôi sẽ sử dụng còi để phát ra âm thanh báo động khi chân được chọn ra khỏi mạch chính.

Bước 3: Sơ đồ khối

Ba nghệ thuật chính của mạch dò kim loại là Mạch LC, Cảm biến tiệm cận, đầu ra Bộ rung và đèn LED.Mạch LC được tạo ra bằng cách mắc song song một tụ điện và một cuộn dây đồng.

Khi cuộn dây sẽ phát hiện kim loại gần bề mặt của nó, nó sẽ kích hoạt cảm biến khoảng cách, sau đó sẽ gửi tín hiệu đến mạch đầu ra và nó sẽ bật đèn LED và phát ra tiếng còi. Vì vậy, về cơ bản trong Mạch LC, khi một vật liệu có cùng tần số đến gần cuộn dây đồng, nó sẽ bắt đầu cộng hưởng. Điều này sẽ bắt đầu sạc tụ điện. Tụ điện và cuộn cảm sẽ được tích điện xen kẽ trong mạch LC. Khi tụ điện được sạc đầy, điện tích sẽ được chuyển sang cuộn cảm và khi điện tích trên tụ điện gần bằng không, nó sẽ hút điện từ cuộn cảm. Quá trình này lặp đi lặp lại nhiều lần.

A Cảm biến tiệm cậnlà một cảm biến được sử dụng để phát hiện vật thể n mà không cần bất kỳ tiếp xúc vật lý nào. Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại và cảm biến tiệm cận là giống nhau. Nó cũng phát ra một tín hiệu và nó không hiển thị bất cứ điều gì trên đầu ra cho đến khi có bất kỳ thay đổi nào trong tín hiệu phản xạ. Có rất nhiều loại cảm biến tiệm cận có sẵn trên thị trường, chúng tôi đang sử dụng loại cảm biến sẽ gửi tín hiệu đầu ra khi phát hiện chủ thể kim loại.

Bước 4: Làm việc của mạch

Vì bây giờ chúng ta đã có tất cả thông tin cần thiết về các thành phần được sử dụng và hoạt động của mạch, chúng ta hãy đi trước một bước và bắt đầu tìm hiểu hoạt động chính của mạch dò kim loại.

Phần dò kim loại chính của mạch là cấu hình song song của tụ điện và cuộn dây dẫn. Mạch LC này giúp cảm biến tiệm cận dao động ở một tần số cụ thể. Khi đưa một vật kim loại d tần số cộng hưởng bất kỳ đến gần cuộn cảm ứng với quy luật cảm ứng điện từ thì trong cuộn cảm ứng xuất hiện dòng điện cảm ứng bằng cảm ứng lẫn nhau. Điều này sẽ làm thay đổi tín hiệu đi qua cuộn dây đến cảm biến khoảng cách.

Chiết áp là một biến trở có thể thay đổi giá trị của nó. Nó được sử dụng trong mạch này để thay đổi giá trị của mạch LC. Cần lưu ý rằng giá trị của cảm biến tiệm cận phải được kiểm tra khi không có vật kim loại nào ở gần cuộn dây. Nếu cuộn dây có một vật kim loại ở gần nó, giá trị của cảm biến tiệm cận sẽ bị thay đổi vì mạch LC sẽ có một tín hiệu khác trong đó.

Bây giờ tín hiệu đã thay đổi trong cuộn dây được gửi đến cảm biến tiệm cận. cảm biến này sẽ kiểm tra tín hiệu này và phản ứng tương ứng. Nếu tín hiệu khoảng 1mA, có nghĩa là không có vật kim loại nào gần cuộn dây. Nếu cường độ dòng điện lớn hơn 8mA, chứng tỏ có vật kim loại ở gần cuộn dây.

Vì vậy, khi chân đầu ra của cảm biến tiệm cận cao, một điện áp dương sẽ được cung cấp cho bóng bán dẫn và nó sẽ gửi tín hiệu để bật đèn LED và còi.

Bước 5: Lắp ráp các thành phần

Bây giờ khi chúng ta biết hoạt động chính và cũng là mạch hoàn chỉnh của dự án của chúng ta, chúng ta hãy tiếp tục và bắt đầu tạo phần cứng cho dự án của mình. Một điều cần lưu ý là mạch điện phải nhỏ gọn và các linh kiện phải được đặt thật gần nhau.

1. Lấy một tấm Veroboard và chà mặt của nó với lớp phủ đồng bằng giấy nháp.
2. Bây giờ Đặt các thành phần cẩn thận và đủ gần để kích thước của mạch không trở nên quá lớn
3. Cẩn thận thực hiện các kết nối bằng cách sử dụng sắt hàn. Nếu có bất kỳ lỗi nào được thực hiện trong khi thực hiện các kết nối, hãy cố gắng phá bỏ kết nối và hàn lại kết nối đúng cách, nhưng cuối cùng, kết nối phải thật chặt chẽ.
4. Khi tất cả các kết nối đã được thực hiện, hãy thực hiện kiểm tra tính liên tục. Trong điện tử, kiểm tra tính liên tục là kiểm tra mạch điện để kiểm tra xem dòng điện có chạy theo đường mong muốn hay không (chắc chắn đó là mạch tổng). Thử nghiệm tính liên tục được thực hiện bằng cách đặt một điện áp nhỏ (được nối dây với đèn LED hoặc bộ phận tạo ra nhiễu, ví dụ, loa áp điện) theo cách đã chọn.
5. Nếu thử nghiệm liên tục vượt qua, điều đó có nghĩa là mạch được tạo ra đầy đủ như mong muốn. Bây giờ nó đã sẵn sàng để được thử nghiệm.

Mạch sẽ giống như hình dưới đây:

Ưu điểm

Vì mọi dự án đều có ưu và nhược điểm của nó, một số ưu điểm và nhược điểm của mạch dò kim loại này được liệt kê dưới đây.

1. Mạch phát hiện kim loại dựa trên IC TDA0161 của Máy dò tìm tiệm cận là một dự án rất đơn giản và quy mô nhỏ có thể được thực hiện rất dễ dàng tại nhà. Vì vậy, nó có thể được sử dụng trong nhà, văn phòng, nơi làm việc, v.v. để tìm các đồ vật kim loại nhỏ, ví dụ, đinh sắt, đồ trang sức bằng bạc hoặc vàng, v.v.
2. Vì cảm biến khoảng cách này hoạt động bình thường nên không cần sử dụng bất kỳ loại vi điều khiển nào.

Nhược điểm

Vì đây là một mạch dò kim loại tự chế quy mô nhỏ, nhược điểm chính của mạch là vấn đề về phạm vi phát hiện của nó. Đối với mạch này, khoảng cách của một vật kim loại phải cách cuộn dây của mạch dò kim loại ít nhất là 10mm.

Các ứng dụng

Có một số ứng dụng của máy dò kim loại. Một số trong số này được liệt kê dưới đây.

1. Máy dò kim loại được sử dụng ở lối vào của nơi cần an ninh. Điều này sẽ được sử dụng để phát hiện bất kỳ vũ khí độc hại nào.
2. Máy dò kim loại được sử dụng để phát hiện bạc, sắt, vàng, v.v.
3. Vì dự án này được thực hiện ở quy mô nhỏ nên nó có thể được sử dụng trong nhà để phát hiện các vật kim loại nhỏ như đinh sắt, v.v.