Текущее время: 16 окт 2018, 05:37

Город ХОББИ

Занятие любимым хобби - это путь к счастливой жизни!

Металлоискатель на Ардуино

Тут собраны различные проекты на Ардуино
Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 10:47

Всем здравствуйте!

Итак, представляем Вашему вниманию новый проект - Металлоискатель на Ардуино !
Долго я вынашивал идею создать металлоискатель на Ардуино и вот наконец свершилось :D

Для создания металлоискателя на Ардуино пришлось начать с изучения принципов работы металлоискателей и ушло у меня на это, не много, не мало, 2 месяца :shock:
Ну естественно время от времени и с выходными :D
Перед тем как решить по какому принципу будет работать металлоискатель на Ардуино были изучены разные принципы, такие как:
1 . Простейший металлоискатель на биениях, работающий по принципу частотомера.
Его работа заключается в сравнении частот между двумя генераторами, один задающий эталонный генератор и другой генератор с LC контуром.
При настройки частоты генераторов уравниваются и при поднесении металлического предмета к катушке другого генератора происходит изменение частоты и соответственно индикация этого изменения.
Плюсы данного металлоискателя в том что он может определять тип металла , цветной и не цветной.
Минусы - малая глубина обнаружения, плохая стабильность частоты, не устойчивый к помехам.
2. Импульсный металлоискатель. схема немного по сложнее, имеет в своем составе мощный транзисторный ключ операционный усилитель.
Принцип его работы заключается в следующем, транзисторный ключ коммутирует ток в катушку, она создает вокруг себя электромагнитное поле, при наличии металлического предмета в области поля катушки в нем наводятся затухающие вихревые токи. В момент спада импульса происходит детектирование этих вихревых токов через подключенный к этой же катушке операционный усилитель.
Далее, сигнал с усилителя обрабатывается и отображается на светодиодном и звуковом индикаторе.
Плюсы - хорошая чувствительность на металлические предметы, стабильная работа, катушка очень простая в изготовлении и не требует экранирования.
Минусы - нет возможности определить тип металла .
3. Металлоискатель балансный. Данный вид металлоискателей более сложный и его изготовление новичкам будет не под силу.
Принцип его работы заключается в сведении баланса электромагнитных полей в двух катушках, приемной и передающей. Без измерительных приборов сделать это очень сложно и не всегда возможно.
В передающей катушке создаются электромагнитные импульсы а приемная катушка фиксирует их изменение при нарушении частотного баланса от появления в поле действия катушек металлического предмета.
Почти все промышленные и профессиональные металлоискатели работают именно по этому принципу.
Плюсы балансного металлоискателя - хорошая чувствительность, определение типа металла.
Минусы - сложный в изготовлении, требуется наличие измерительных приборов.

После изучения различных принципов работы металлоискателей я решил остановиться на изготовлении импульсного металлоискателя.
В качестве базовой схемы была выбрана схема металлоискателя Пират. Из нее я взял часть с транзисторным ключом, немного изменил, переделал схему включения полевого транзистора на составной биполярный транзистор.
Так же взял схему включения приемной части на операционном усилителе , переделал ее на работу с распространенным ОУ TL072CP.
Формирование, генерацию импульсов, обработку сигнала от ОУ и его индикацию я реализовал на контроллере Ардуино УНО .
Схема получилась очень простая и маленькая, и ее легко собрать в домашних условиях без печатной платы.
Я собрал все на макетной плате, стабильность схемы не смотря на навесные провода, очень даже хорошая.

Выкладываю фотографии металлоискателя на Ардуино.


Вложения
1.jpg
Arduino metalldetector
2.jpg
Металлоискатель на Arduino UNO
3.jpg
Металлоискатель на Ардуино

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 10:54

С катушкой пришлось по эксперементировать :D
Намотав несколько разных катушек, разного диаметра и с разным сечением провода у меня получилось придти к оптимальному размеру и чувствительности , причем как на мелкие, так и на крупные металлические предметы.

Чувствительность на монету 5 копеек СССР около 15 - 16 см.
На медную пластину 5х5 см - 20 см.
Банка железная из под кофе - 40 см.

Так же я реализовал на Ардуино автоматическую балансировку металлоискателя и линейную шкалу на светодиодах, по которой можно определять расстояние до металлического предмета.

Скетч металлоискателя на Ардуино
Код: выделить все
// Arduimp 001 (C) www.forklg.ru
int timer = 700;
const int button1 = 12;
int buttonState1 = 0;
void setup() {
  pinMode(button1, INPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  pinMode(3, OUTPUT);
  //-----------------
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(10, OUTPUT);
}


void loop() {
 buttonState1 = 0;
 digitalWrite(8, HIGH);
  delay(2); 
 digitalWrite(8, LOW);
int sensorValue = analogRead(A5);
 if (sensorValue<timer){
 digitalWrite(10, HIGH);
 digitalWrite(9, HIGH);
 } else {
 digitalWrite(10, LOW); 
 digitalWrite(9, LOW); 
 };
 if (buttonState1 == HIGH) {
 timer=sensorValue-5;
 buttonState1=0;
 };
 //----------блок индикации---------------
  if (sensorValue<timer-10){
   digitalWrite(7, HIGH);
    } else {
   digitalWrite(7, LOW);   
     };
 if (sensorValue<timer-20){
   digitalWrite(6, HIGH);
    } else {
   digitalWrite(6, LOW);   
     };
 if (sensorValue<timer-30){
   digitalWrite(5, HIGH);
    } else {
   digitalWrite(5, LOW);   
     };
 if (sensorValue<timer-40){
   digitalWrite(4, HIGH);
    } else {
   digitalWrite(4, LOW);   
     };
 if (sensorValue<timer-50){
   digitalWrite(3, HIGH);
    } else {
   digitalWrite(3, LOW);   
     };
   delay(50);     
}




Вложения
4.jpg
metalldetector Arduino UNO
5.jpg
Самодельный металлоискатель на Ардуино
6.jpg
Металлоискатель на Ардуино

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 11:01

В качестве корпуса для металлоискателя на Ардуино я выбрал сантехнические пластиковые трубки , стекируемые, их полно в строительных магазинах, и много всяких переходников для них, колен с разными углами и ответвителей.

С деталями тоже проблем не было.

Ардуино УНО и операционный усилитель TL072CP я купил в Калининграде, в магазине http://newmar.ru

Остальные детали выпаял из платы от старого CRT монитора.

Транзистор составной можно использовать любой, можно собрать из двух N-P-N транзисторов, входной нужно подобрать с большим КУ, а силовой нужно подобрать по мощности не менее 30 Вт и напряжением не менее 500 В.

Катушка диаметром 20 см наматывается в навал 20 витков провода 0,4 - 0,8 мм с изоляцией или лакированный.


Вложения
7.jpg
Металлоискатель на Ардуино
8.jpg
Металлоискатель на Ардуино
arduimp001_1.jpg
Металлоискатель на Ардуино

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 11:16

Выкладываю фотографии металлоискателя в корпусе.

Да, и еще, питание металлоискателя от 12 В, я собрал блок батарей из алколиновых элементов ААА 1,5 В - 8 шт. и разместил их в рукоятке корпуса, в переходнике трубы большего диаметра.


Вложения
9.jpg
Металлоискатель на Ардуино
10.jpg
Металлоискатель на Ардуино
11.jpg
Металлоискатель на Ардуино

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 11:20

Схема и еще фотографии самодельного импульсного металлоискателя на Ардуино


Вложения
схема ARDUIMP.jpg
Схема металлоискателя на Ардуино
12.jpg
Металлоискатель на Ардуино Калининград
13.jpg
Металлоискатель на Ардуино Калининград

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 28 ноя 2015, 11:24

Видео с демонстрацией работы самодельного металлоискателя на Ардуино https://youtu.be/3LACcJYPKto



Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 29 ноя 2015, 22:22

Сделал сегодня еще один металлоискатель, но на этот раз на Ардуино Про мини с контроллером AT168 5V
Габариты платы получились более компактные, а макетная плата с метализацией позволила распаять все более аккуратнее, проще и надежнее.
В этом металлоискателе я пропаял шины питания проводом сечением 2 мм, аж треск в катушке стал ощущаться :shock:
Чувствительность увеличилась в 2 раза :)

Корпус сделал такой же, очень удобная и недорогая конструкция.

Выкладываю фото металлоискателя на Ардуино Про Мини


Вложения
1.jpg
металлоискателя на Ардуино Про Мини
2.jpg
металлоискателя на Ардуино Про Мини
3.jpg
металлоискатель на Ардуино Про Мини

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 29 ноя 2015, 22:37

Фотографии внутренностей металлоискателя на Ардуино Про Мини.

Отсек с батарейками сфотографировал в открытом виде.

Да, кстати, хочу отметить, что запустился металлоискатель на Ардуино Про Мини далеко не с первого раза.
Операционник выдавал понулям, долго разбирался в чем же дело, монтаж абсолютно верный, а не работает.
Думал что китайские резисторы плохого качества, выпяивал и менял на военные резисторы производства СССР, не помогало.
Потом конденсаторы начал менять, то же ноль.
Операционник выкусил, впаял панельку , и вставил новый, непомогло :shock:

Остались последние несколько деталей, как вы уже наверное поняли - это транзисторы.
Заменил 2N2222 на КТ 3102 АМ и сразу же все заработало, причем с 2N2222 то же ключ работал, катушка тоже трещала, но видимо он затягивал фронты импульсов или еще что.
После замены 2N2222 начал греться КТ805АМ, причем увеличение скважности особо не помогало, заменил на КТ817Б и все пошло просто афигенно! :D

В общем Народ, кто будет повторять конструкцию обратите на это внимание, транзисторы подходят далеко не все :?

Вот транзисторы с которыми точно работает:
первый - КТ3102АМ
Второй - КТ817Б, КТ940А
другие пока не проверял, благо у меня КТ940А еще несколько штук нашлось :)


Вложения
4.jpg
металлоискателя на Ардуино Про Мини
5.jpg
металлоискателя на Ардуино Про Мини
6.jpg
металлоискателя на Ардуино Про Мини

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 30 ноя 2015, 21:06

Фото металлоискателя на Ардуино УНО и на Ардуино ПРО мини.
Фото платы металлоискателя на Ардуино ПРО мини крупным планом.
Легко собирается на макетной плате и травить ничего не надо 8-)


Вложения
7.jpg
Фото металлоискателя на Ардуино УНО и на Ардуино ПРО мини.
8.jpg
Металлоискатель на Ардуино ПРО мини

 
Сообщений: 1
Зарегистрирован: 30 ноя 2015, 00:05

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение alex---1967 » 30 ноя 2015, 23:07

Приветствую!

А из каких соображений сделан такой резисторный делитель на выходе ОУ - 47к/100к ? Эдак ведь на входе Ардуино будет значительно больше допустимых 5 вольт... ?
И зачем резистор 100 Ом в цепи звукоизлучателя? Звукоизлучатель чтоль на 3 вольта ?



Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 01 дек 2015, 02:31

alex---1967 писал(а):Приветствую!

А из каких соображений сделан такой резисторный делитель на выходе ОУ - 47к/100к ? Эдак ведь на входе Ардуино будет значительно больше допустимых 5 вольт... ?
И зачем резистор 100 Ом в цепи звукоизлучателя? Звукоизлучатель чтоль на 3 вольта ?


Здравствуйте!

делитель настраивал подстроечником 150К, при напряжении питания 12В, чуйку поднимал :mrgreen: ,потом выпаял его, измерил, было около 98 К, впаял постоянный на 100К.
на втором и на третьем металлоискателе, те что делал уже на Ардуино ПРО мини, поставил 68 К, в принципе нормально работают.
Резистор 100 Ом на звукоизлучатель для снижения громкости, сильно громко орет если без него подключать. :shock:
Более того, звукоизлучатель подключен к 12 В, а его рабочее напряжение 5 В, так вот чтоб он не сгорел лучше подключать его через резистор.
В принципе можно и переменник впаять на базу транзистора и на общий чтоб громкость регулировать ;)



Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 01 дек 2015, 10:03

Тесты первого металлоискателя на Ардуино УНО , видео https://youtu.be/hkM3ctZIhcU



Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 01 дек 2015, 10:24

Настольный тест металлоискателя на Ардуино ПРО мини с катушкой диаметром 10 см . Видео https://youtu.be/kIPyDcJUTP8



Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 07 дек 2015, 10:21

Разработал печатную плату в формате LAY.


Вложения
arduimp2.rar
Печатная плата металлоискателя на Ардуино
(6.18 KiB) Скачиваний: 1048
arduimp2.jpg
Металлоискатель на Ардуино

Аватар пользователя
 
Сообщений: 688
Зарегистрирован: 27 мар 2013, 23:12

Re: Металлоискатель на Ардуино

Сообщение -=dp=- » 07 дек 2015, 10:31

Печатная плата панели индикации для металлоискателя на Ардуино


Вложения
arduimp2_indicators.rar
Печатная плата панели индикации для металлоискателя на Ардуино
(7.31 KiB) Скачиваний: 657
arduimp2_indicators.jpg
Печатная плата панели индикации для металлоискателя на Ардуино

След.

Вернуться в Проекты на Ардуино

Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1