ఆర్డునో మెటల్ డిటెక్టర్

మెటల్ డిటెక్టర్ అనేది భద్రతా పరికరం, ఇది విమానాశ్రయాలు, షాపింగ్ మాల్స్, సినిమాస్ వంటి వివిధ ప్రదేశాలలో హానికరమైన లోహాలను గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు. గతంలో మేము మైక్రోకంట్రోలర్ లేకుండా చాలా సులభమైన మెటల్ డిటెక్టర్‌ను తయారు చేసాము, ఇప్పుడు మేము మెటల్ డిటెక్టర్‌ను నిర్మిస్తున్నాము Arduino ఉపయోగించి. ఈ ప్రాజెక్టులో, మేము కాయిల్ మరియు కెపాసిటర్‌ను ఉపయోగించబోతున్నాము, ఇది లోహాలను గుర్తించడానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. ఈ మెటల్ డిటెక్టర్ ప్రాజెక్ట్ను నిర్మించడానికి ఇక్కడ మేము ఆర్డునో నానోను ఉపయోగించాము. ఎలక్ట్రానిక్స్ ప్రియులందరికీ ఇది చాలా ఆసక్తికరమైన ప్రాజెక్ట్. ఈ డిటెక్టర్ దాని దగ్గర ఏదైనా లోహాన్ని గుర్తించిన చోట, బజర్ చాలా వేగంగా బీప్ చేయడం ప్రారంభిస్తుంది.

అవసరమైన భాగాలు:

ఆర్డునోను ఉపయోగించి మీరు సరళమైన DIY మెటల్ డిటెక్టర్‌ను నిర్మించాల్సిన భాగాలు క్రిందివి. ఈ అన్ని భాగాలు మీ స్థానిక హార్డ్‌వేర్ దుకాణంలో సులభంగా అందుబాటులో ఉండాలి.

1. ఆర్డునో (ఏదైనా)
2. కాయిల్
3. 10nF కెపాసిటర్
4. బజర్
5. 1 కె రెసిస్టర్
6. 330-ఓం రెసిస్టర్
7. LED
8. 1N4148 డయోడ్
9. బ్రెడ్‌బోర్డ్ లేదా పిసిబి
10. జంపర్ వైర్ కనెక్ట్
11. 9 వి బ్యాటరీ

మెటల్ డిటెక్టర్ ఎలా పని చేస్తుంది?

కాయిల్ గుండా కొంత కరెంట్ వెళ్ళినప్పుడల్లా, దాని చుట్టూ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మరియు అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పు విద్యుత్ క్షేత్రాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇప్పుడు ఫెరడే యొక్క చట్టం ప్రకారం, ఈ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ కారణంగా, కాయిల్ అంతటా ఒక వోల్టేజ్ అభివృద్ధి చెందుతుంది, ఇది అయస్కాంత క్షేత్రంలో మార్పును వ్యతిరేకిస్తుంది మరియు కాయిల్ ఇండక్టెన్స్ను ఎలా అభివృద్ధి చేస్తుంది, అంటే ఉత్పత్తి చేయబడిన వోల్టేజ్ ప్రస్తుత పెరుగుదలను వ్యతిరేకిస్తుంది. ఇండక్టెన్స్ యొక్క యూనిట్ హెన్రీ మరియు ఇండక్టెన్స్‌ను కొలవడానికి సూత్రం:

L = (μ _ది * N ² * ఎ) / l ఎక్కడ, ఎల్ ఇండక్టన్స్ లో Henries μο- పారగమ్యత, దాని 4π * 10 ^-7 మలుపులు ఎయిర్ ñ-సంఖ్య ఒక- ఇన్నర్ కోర్ ఏరియా కోసం (πr ²) m లో ² l - మీటర్లలో కాయిల్ యొక్క పొడవు

ఏదైనా లోహం కాయిల్ దగ్గరకు వచ్చినప్పుడు కాయిల్ దాని ఇండక్టెన్స్‌ను మారుస్తుంది. ఇండక్టెన్స్లో ఈ మార్పు లోహ రకాన్ని బట్టి ఉంటుంది. ఇది అయస్కాంతేతర లోహానికి తగ్గుతుంది మరియు ఇనుము వంటి ఫెర్రో అయస్కాంత పదార్థాల కోసం పెరుగుతుంది.

కాయిల్ యొక్క ప్రధాన భాగాన్ని బట్టి, ఇండక్టెన్స్ విలువ తీవ్రంగా మారుతుంది. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో మీరు ఎయిర్-కోర్డ్ ఇండక్టర్లను చూడవచ్చు, ఈ ప్రేరకాలలో, దృ core మైన కోర్ ఉండదు. అవి ప్రాథమికంగా గాలిలో మిగిలిపోయిన కాయిల్స్. ప్రేరకంచే ఉత్పత్తి అయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క మాధ్యమం ఏమీ లేదా గాలి కాదు. ఈ ప్రేరకాలు చాలా తక్కువ విలువ కలిగిన ఇండక్టెన్స్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

కొన్ని మైక్రోహెన్రీ విలువలు అవసరమైనప్పుడు ఈ ప్రేరకాలు ఉపయోగించబడతాయి. కొన్ని మిల్లీహెన్రీ కంటే ఎక్కువ విలువలకు ఇవి సరైనవి కావు. క్రింద ఉన్న చిత్రంలో మీరు ఫెర్రైట్ కోర్తో ఇండక్టర్‌ను చూడవచ్చు. ఈ ఫెర్రైట్ కోర్ ఇండక్టర్ చాలా పెద్ద ఇండక్టెన్స్ విలువను కలిగి ఉంది.

ఇక్కడ కాయిల్ గాయం గాలి-కోరెడ్ అని గుర్తుంచుకోండి, కాబట్టి ఒక లోహపు ముక్కను కాయిల్ దగ్గర తీసుకువచ్చినప్పుడు, లోహపు ముక్క గాలి కోర్డ్ ఇండక్టర్‌కు ఒక కేంద్రంగా పనిచేస్తుంది. ఈ లోహం ఒక కేంద్రంగా పనిచేయడం ద్వారా, కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ మారుతుంది లేదా గణనీయంగా పెరుగుతుంది. కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ యొక్క ఈ ఆకస్మిక పెరుగుదలతో, లోహపు ముక్క లేకుండా పోల్చినప్పుడు LC సర్క్యూట్ యొక్క మొత్తం ప్రతిచర్య లేదా ఇంపెడెన్స్ గణనీయమైన మొత్తంలో మారుతుంది.

కాబట్టి ఇక్కడ ఈ ఆర్డునో మెటల్ డిటెక్టర్ ప్రాజెక్ట్ లో, లోహాలను గుర్తించడానికి కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ ను కనుగొనాలి. కాబట్టి దీన్ని చేయడానికి మేము ఇప్పటికే చెప్పిన LR సర్క్యూట్ (రెసిస్టర్-ఇండక్టర్ సర్క్యూట్) ను ఉపయోగించాము. ఇక్కడ ఈ సర్క్యూట్లో, మేము 20 మలుపులు లేదా 10 సెం.మీ. వ్యాసంతో మూసివేసే కాయిల్‌ని ఉపయోగించాము. కాయిల్ చేయడానికి మేము ఖాళీ టేప్ రోల్ మరియు దాని చుట్టూ ఉన్న తీగను ఉపయోగించాము.

సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం:

ఈ మెటల్ డిటెక్టర్ ప్రాజెక్ట్ మొత్తాన్ని నియంత్రించడానికి మేము ఆర్డునో నానోని ఉపయోగించాము. ఒక LED మరియు బజర్‌ను మెటల్ డిటెక్షన్ సూచికగా ఉపయోగిస్తారు. లోహాలను గుర్తించడానికి కాయిల్ మరియు కెపాసిటర్ ఉపయోగించబడుతుంది. వోల్టేజ్ తగ్గించడానికి సిగ్నల్ డయోడ్ కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. మరియు ఆర్డునో పిన్‌కు కరెంట్‌ను పరిమితం చేయడానికి ఒక రెసిస్టర్.

పని వివరణ:

ఈ ఆర్డునో మెటల్ డిటెక్టర్ యొక్క పని కొంచెం గమ్మత్తైనది. ఇక్కడ మేము ఆర్డునో చేత ఉత్పత్తి చేయబడిన బ్లాక్ వేవ్ లేదా పల్స్ ను LR హై పాస్ ఫిల్టర్‌కు అందిస్తాము. ఈ కారణంగా, ప్రతి పరివర్తనలో కాయిల్ ద్వారా చిన్న వచ్చే చిక్కులు ఉత్పత్తి అవుతాయి. ఉత్పత్తి చేయబడిన వచ్చే చిక్కుల యొక్క పల్స్ పొడవు కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్‌కు అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ స్పైక్ పప్పుల సహాయంతో, మేము కాయిల్ యొక్క ఇండక్టెన్స్ను కొలవవచ్చు. కానీ ఇక్కడ ఆ స్పైక్‌లతో ఇండక్టెన్స్‌ను ఖచ్చితంగా కొలవడం చాలా కష్టం, ఎందుకంటే ఆ స్పైక్‌లు చాలా తక్కువ వ్యవధిలో ఉంటాయి (సుమారుగా 0.5 మైక్రోసెకన్లు) మరియు ఆర్డునో చేత కొలవడం చాలా కష్టం.

కాబట్టి దీనికి బదులుగా, పెరుగుతున్న పల్స్ లేదా స్పైక్ ద్వారా ఛార్జ్ చేయబడిన కెపాసిటర్‌ను మేము ఉపయోగించాము. కెపాసిటర్‌ను దాని వోల్టేజ్‌ను ఆర్డునో అనలాగ్ పిన్ A5 ద్వారా చదవగలిగే స్థాయికి ఛార్జ్ చేయడానికి దీనికి కొన్ని పప్పులు అవసరం. అప్పుడు ఆర్డునో ADC ని ఉపయోగించి ఈ కెపాసిటర్ యొక్క వోల్టేజ్ చదివాడు. వోల్టేజ్ చదివిన తరువాత, క్యాపిన్ పిన్ను అవుట్‌పుట్‌గా చేసి తక్కువ స్థాయికి అమర్చడం ద్వారా కెపాసిటర్ త్వరగా విడుదల అవుతుంది. ఈ మొత్తం ప్రక్రియ పూర్తి కావడానికి 200 మైక్రో సెకన్లు పడుతుంది. మంచి ఫలితం కోసం, మేము కొలతలను పునరావృతం చేస్తాము మరియు ఫలితాల సగటును తీసుకున్నాము. కాయిల్ యొక్క సుమారు ఇండక్టెన్స్ను మేము ఎలా కొలవగలము. ఫలితం పొందిన తరువాత మేము లోహ ఉనికిని గుర్తించడానికి ఫలితాలను LED మరియు బజర్‌కు బదిలీ చేస్తాము. పనిని అర్థం చేసుకోవడానికి ఈ ఆర్టికల్ చివరిలో ఇచ్చిన పూర్తి కోడ్‌ను తనిఖీ చేయండి.

ఈ ఆర్టికల్ చివరిలో పూర్తి ఆర్డునో కోడ్ ఇవ్వబడింది. ఈ ప్రాజెక్ట్ యొక్క ప్రోగ్రామింగ్ భాగంలో, మేము రెండు ఆర్డునో పిన్‌లను ఉపయోగించాము, ఒకటి కాయిల్‌లో తినిపించడానికి బ్లాక్ తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు కెపాసిటర్ వోల్టేజ్ చదవడానికి రెండవ అనలాగ్ పిన్ను. ఈ రెండు పిన్‌లు కాకుండా, ఎల్‌ఈడీ మరియు బజర్‌ను కనెక్ట్ చేయడానికి మరో రెండు ఆర్డునో పిన్‌లను ఉపయోగించాము.

మీరు క్రింద ఉన్న ఆర్డునో మెటల్ డిటెక్టర్ యొక్క పూర్తి కోడ్ మరియు ప్రదర్శన వీడియోను తనిఖీ చేయవచ్చు. కొన్ని లోహాలను గుర్తించినప్పుడల్లా ఎల్‌ఈడీ మరియు బజర్ చాలా వేగంగా రెప్ప వేయడం ప్రారంభిస్తుందని మీరు చూడవచ్చు.