Construisez un détecteur de métaux à la fois cool et unique avec 5 bobines de recherche distinctes qui s’allument lorsque du métal est détecté. La bobine de recherche la plus proche du métal s’allumera mieux, ce qui aidera à identifier l’emplacement du trésor caché!

Provisions:

Étape 1: Rassembler les matériaux

Vue d'ensemble

Le but de ce projet était de s’amuser à explorer l’utilisation de plusieurs bobines de recherche, d’utiliser la lumière plutôt que le son pour indiquer la détection et de loger tout dans la tête du détecteur.

Le cœur du détecteur est l’Arduino Nano Atmega328, qui sert à mesurer la largeur d’impulsion d’un signal qui traverse chaque bobine de recherche. L’Arduino produit une impulsion d’onde carrée qui est transmise à un circuit de réservoir LC qui produit un signal sinusoïdal décroissant à une fréquence déterminée par la fréquence de résonance de L & C. Ce signal est éliminé via le comparateur de tension LM339 qui produit série d’impulsions présentées à une broche d’entrée numérique dans l’Arduino. La fonction pulseIn a été utilisée pour tenter de mesurer la longueur de la largeur d'impulsion des impulsions. Après beaucoup de problèmes et de résultats variables, j'ai pu obtenir un résultat stable en faisant la moyenne de plusieurs échantillons sur chaque bobine. Lorsque le métal est placé près de la bobine, l'inductance de la bobine change, ce qui fait varier la fréquence de résonance du circuit LC et donc la durée de l'impulsion. Si la variation de la largeur d'impulsion par rapport à une valeur de base se produit, une LED est allumée directement au-dessus de la bobine.

Composants clés

1. Arduino Nano ATmega328
2. Puce de comparateur de tension quadruple LM339 x 2
3. Vero Board 50mm x 80 mm
4. 1K ohm résistances x 5
5. Résistances de 100 ohms x 5
6. IN4148 diode de signal x 5
7. Condensateur 0.1enc Greencap x 5 (monté par bobine)
8. Condensateur céramique 330pf x 5 (monté sur circuit imprimé pour améliorer la stabilité)
9. Résistance pullup 10K x 1
10. Bande LED 3v avec résistance de 150 ohms (coupée à la bobine) x 5
11. Poignée de vadrouille appropriée avec joint flexible en plastique
12. Bois MDF 6mm d'épaisseur, 2 pièces 22cm x 23 cm
13. Fil de cuivre 0.26mm environ 25m de longueur (5 bobines avec 40 tours de rayon 20mm)
14. Balles de ping pong x 3
15. Feuille de plastique A4 couleur bleue (utilisée à partir d'un fichier provenant d'un grand magasin)
16. Colle de résine époxy en deux parties (5min de préférence)
17. Câble blindé simple 2-3mm longueur environ 30cm
18. Poteaux de montage Vero x 20 (petits picots métalliques facilitant la fixation de fils à la carte Vero)

Outils nécessaires

1. Fer à souder
2. Souder
3. Scie sauteuse apte à couper du bois MDF de 6 mm
4. Pinces et cutters
5. Forage de 50mm
6. Pistolet à colle chaude
7. Perceuse électrique
8. Cutter couteau

Étape 2: Construire l'assemblage de la bobine de recherche

1. Créez un gabarit en carton hexagonal à partir de carton en traçant un cercle de 80 mm et en le divisant en 8 segments égaux.
2. Utilisez la forme hexagonale pour dessiner la forme de la bobine de recherche sur une feuille de papier conformément au diagramme.
3. Copiez la forme sur le panneau MDF et à l’aide d’une scie sauteuse électrique et découpez-la deux fois.
4. Prenez l’une des formes en MDF et percez 5 trous au centre de chaque hexagone à l’aide d’une scie emporte-pièce de 50 mm de diamètre (le trou de la poignée de porte fonctionne bien).
5. À l’aide de colle époxy, fixez les deux feuilles ensemble conformément au schéma afin que vous disposiez maintenant de 5 trous pour monter les bobines de recherche.
6. Enroulez 5 bobines de fil de cuivre composées de 40 tours autour d'un cylindre de 40mm (j'ai utilisé un vieux tube de pistolet à calfeutrer)
7. Utilisez de la colle chaude pour coller les enroulements ensemble et assurez-vous que le début et la fin de l'enroulement ont au moins 20 cm de plomb pour pouvoir être connectés au circuit imprimé.
8. Percez un trou de 3 mm dans chaque ensemble de bobine de recherche pour permettre aux fils de la bobine de fil de cuivre de passer du bas au circuit imprimé conformément à la photo.
9. Colle à chaud les bobines en place en veillant à ce que les fils en cuivre passent dans le trou et puissent atteindre le circuit imprimé. Utilisez beaucoup de colle pour vous assurer que les bobines sont rigides et qu’elles affleurent au moins la base du MDF. Vous ne voulez pas que les bobines dépassent sous le MDF, sinon elles seront endommagées si vous les traînez sur le sol.

Étape 3: Construisez et testez le circuit

La forme inhabituelle de la carte de circuit imprimé visait à garder le circuit au centre du dispositif pour éviter les interférences avec les bobines de recherche.

1. Utilisez le gabarit créé précédemment pour marquer le panneau Vero à la forme requise.
2. Montez d’abord les périphériques Arduino et LM339 et utilisez-les pour positionner les composants afin de pouvoir percer la carte Vero conformément à la photo ci-jointe. Souder dans les appareils Arduino et LM339.
3. Les résistances et les condensateurs ont été ajoutés avec un câble blindé pour améliorer la stabilité.
4. J'ai monté les condensateurs de 0,1 uf directement sur le MDF car ils étaient assez volumineux et devaient être fixés aux boucles de fil de cuivre directement. Ensuite, le fil blindé a été coupé à la longueur requise, mis à la terre à une extrémité (pas les deux!), Puis connecté au circuit imprimé via une broche Vero. (Voir gros plan du circuit)
5. Un bouton d’étalonnage situé sur la broche D2 de l’Arduino permet de réinitialiser le seuil de chaque bobine afin de permettre la mise à zéro des variations de construction.

Test de l'unité

1. Vous trouverez ci-joint une image du schéma de circuit avec le code Arduino permettant de tester l’appareil.
2. Téléchargez le code sur l'Arduino. Retirez le câble USB de l’Arduino (Important car une batterie 9v + l’USB surchauffe l’unité)
3. Fixez une pile 9v (broche Vin sur Arduino) et vérifiez que l’appareil a démarré correctement (voyants Arduino clignotants).
4. Placez la bobine de recherche quelque part loin du métal. Appuyez sur le bouton de calibrage. Chaque LED doit s'allumer pendant le calibrage de chacune des 5 bobines.
5. Déplacez le métal près de la bobine de recherche et le voyant associé doit s'allumer.
6. Si cela ne se produit pas, vérifiez sur votre circuit que tout est construit correctement.

Étape 4: compléter le cas

1. Une feuille de plastique a été utilisée pour recouvrir le haut et le bas de l'unité et les côtés ont été peints pour garantir une étanchéité.
2. Percez des trous dans le couvercle sur le dessus pour permettre aux DEL d’émettre de la lumière. Les balles de ping-pong ont été divisées par deux et utilisées en tant que diffuseurs de lumière pour donner un effet assez froid lorsque du métal est détecté.
3. Un conteneur en plastique (dans ce cas un demi-casque et un cache-oreilles) a été utilisé pour abriter le circuit imprimé et la batterie 9v.
4. Dans ce cas, j'ai choisi un manche pour vadrouille avec un joint flexible qui permet à la tête du détecteur de métaux de pivoter de haut en bas pour s'adapter à la taille de l'utilisateur et garantir un confort d'utilisation.

Étape 5: Test final

1. Lorsque l'unité est allumée, les capteurs doivent être étalonnés.
2. Soulevez la tête du métal ou des objets et appuyez sur le bouton de calibrage.
3. Les voyants doivent s'allumer brièvement de gauche à droite, puis l'appareil doit être configuré pour être utilisé.
4. J'ai mis en évidence des variables dans le code qui peuvent être utilisées pour améliorer ou modifier les performances.
5. Cependant, j'ai essayé de faire en sorte que vous allumiez ça et ça marche.

Prendre plaisir

Étape 6: Détecteur à simple bobine

J'ai reçu plusieurs demandes de détecteur à simple bobine pour diverses applications. J'ai donc ajouté cette section à l'intention des utilisateurs.

Vous trouverez ci-joint un schéma de circuit et le code également modifié.

Conseils de stabilité

1. Veuillez noter que le circuit fonctionne à des fréquences élevées et que la longueur des câbles de connexion peut rendre le circuit instable lorsqu'il est utilisé sur une planche à pain. Par conséquent, gardez les fils courts avec un minimum de chevauchement et assurez-vous que le câblage ne bouge pas pendant le fonctionnement.

2. L’alimentation USB de votre PC aura un impact sur la stabilité et la fréquence du circuit. Par conséquent, je vous recommande d’alimenter le circuit avec une batterie externe 9v lors des tests.