يمكنك العثور على جهاز الكشف عن المعادن في المطارات والمسارح والعديد من الأماكن العامة الأخرى. يتم استخدامها من أجل سلامة الأشخاص للكشف عن أي شخص يحمل معدنًا (أسلحة ، إلخ). في هذا المشروع سنقوم بتصميم دائرة بسيطة للكشف عن المعادن. هناك العديد من تصميمات أجهزة الكشف عن المعادن ولكن معظمها معقد في التصميم ، لذا سنقوم هنا بتصميم دائرة بسيطة للكشف عن المعادن باستخدام 555 Timer IC.
قبل المضي قدمًا ، نحتاج إلى فهم مفهوم دوائر الحث ودوائر RLC. دعونا نتحدث أولاً عن المحرِّضات. المحاثات ليست سوى لفائف من الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا بأشكال وأحجام مختلفة. بناءً على معلمات مختلفة ، يتم حساب محاثة المحرِّض. في كل هذه المعلمات ، نحن مهتمون أساسًا بالجوهر على المحرِّض اعتمادًا على النواة ، تتغير قيمة الحث بشكل كبير.
في الشكل أدناه ، يمكنك رؤية المحاثات الهوائية ، ولن يكون هناك لب صلب في هذه المحرِّضات. هم أساسا لفائف تركت في الهواء. إن وسط تدفق المجال المغناطيسي الناتج عن المحرِّض ليس شيئًا أو هواء. هذه المحاثات لها قيمة أقل بكثير.
يتم استخدام هذه المحاثات عند الحاجة إلى قيم قليلة من هنري الصغير. بالنسبة للقيم التي تزيد عن بضعة مليلي ، فهذه ليست مناسبة. في الشكل أدناه ، يمكنك رؤية محاثات من قلب حديدي ،
عندما يكون ملف المحرِّض ملفوفًا على قلب قد يكون من الفريت أو قلبًا حديديًا ، يزداد تحريض الملف بشكل كبير. هذه القيمة أكثر بكثير من الهواء المحفور من نفس الحجم والشكل.
الآن بالنسبة لدائرة RLC كما هو موضح في الشكل ، فإن المفاعلة أو الممانعة بين المطرافين "أ" و "ج" تعتمد على قيم L و C إذا كان تردد الإشارة المطبق ثابتًا.
لذلك إذا تغيرت قيمة الحث ، تتغير قيمة الممانعة أو الممانعة. كيف يتم استخدام هذين المفهومين معًا في دائرة جهاز الكشف عن المعادن ، موضح في قسم العمل في هذا المشروع.
مكونات الدائرة للكشف عن المعادن
- +9 امدادات التيار الكهربائي
- 555 إيك
- 47KΩ المقاوم
- 2.2 μF مكثف (2 قطعة)
- مكبر الصوت (8Ω)
- 170 لفائف قطرها 10 سم (أي مقياس سيعمل)
مخطط دائرة كاشف المعادن والعمل
يوضح الشكل مخطط الدائرة لجهاز الكشف عن المعادن. يعمل المؤقت 555 IC هنا كمولد موجة مربعة ويولد نبضات بترددات مسموعة للإنسان. لا ينبغي تغيير المكثف بين pin2 و pin1 لأنه يحتاج إلى توليد ترددات مسموعة.
يوجد في الدائرة دائرة RLC مكونة من مقاوم 47K ، مكثف 2.2 درجة فهرنهايت ، ومحث 150 لفة. دائرة RLC هي جزء الكشف عن المعادن. الآن كما ذكرنا سابقًا في القسم السابق ، يكون للمحث الأساسي المعدني قيمة محاثة عالية على محلب هوائي.
تذكر أن ملف الملف هنا عبارة عن ملف محفور بالهواء ، لذلك عندما يتم إحضار قطعة معدنية بالقرب من الملف ، تعمل القطعة المعدنية كقلب لمحث الهواء. من خلال عمل هذا المعدن كقلب ، يتغير تحريض الملف أو يزيد بشكل كبير. مع هذه الزيادة المفاجئة في محاثة الملف ، يتغير التفاعل أو الممانعة الكلية لدائرة RLC بمقدار كبير عند مقارنتها بدون القطعة المعدنية.
في البداية عندما لا تكون هناك قطعة معدنية ، فإن الإشارة إلى السماعة تسبب بعض الأصوات المسموعة. الآن مع تغيير المفاعلة حول دائرة RLC ، لن تكون الإشارة المرسلة إلى السماعة كما كانت من قبل ، وبسبب هذا ، سيكون الصوت الناتج عن السماعة مختلفًا عن الصوت الأول.
لذلك عندما يتم وضع معدن بالقرب من الملف ، تتغير مقاومة RLC مما يجعل الإشارة تتغير مما يؤدي إلى اختلاف في الصوت المتولد في السماعة. يمكنك أيضًا التحقق من جهاز الكشف عن المعادن القائم على Arduino.
نصائح عامة:
- يجب إزالة المينا عند أطراف الملف لتوصيلات اللحام.
- بمقياس مختلف ، سيكون لدينا مقاومة RLC مختلفة ، لذلك يجب على المرء تجربة المقاومة في دائرة RLC للكشف عن المعادن الحساسة.
- يمكن أن يكون مكبر الصوت من أي نوع. ولكن مع وجود مقاومة أقل من 8 درجات ، فقد يسخن المؤقت.
- استخدم جهد إمداد أعلى من 5 فولت.