Anda boleh menemui alat pengesan logam di lapangan terbang, teater dan pelbagai tempat awam yang lain. Mereka digunakan untuk keselamatan orang untuk mengesan sesiapa yang membawa logam (Senjata dll). Dalam projek ini kita akan merancang litar pengesan logam sederhana. Terdapat begitu banyak reka bentuk pengesan logam tetapi kebanyakan reka bentuknya rumit, jadi di sini kita akan merancang litar pengesan logam sederhana menggunakan 555 Timer IC.
Sebelum melangkah lebih jauh, kita perlu memahami konsep litar induktor dan RLC. Mari kita bercakap terlebih dahulu mengenai induktor. Induktor hanyalah gegelung dawai tembaga enamel yang terdapat dalam pelbagai bentuk dan saiz. Berdasarkan pelbagai parameter, induktansi suatu induktor dikira. Pada semua parameter tersebut, pada dasarnya kita berminat dengan teras pada induktor kerana bergantung pada terasnya, nilai induktansi berubah secara drastik.
Pada gambar di bawah ini anda dapat melihat induktor berkarat udara, Di induktor ini tidak akan ada inti padat. Mereka pada dasarnya gegelung dibiarkan di udara. Medium aliran medan magnet yang dihasilkan oleh induktor adalah apa-apa atau udara. Induktor ini mempunyai nilai induktansi yang sangat kurang.
Induktor ini digunakan ketika memerlukan nilai beberapa mikro Henry. Untuk nilai yang lebih besar daripada beberapa mili, ini tidak sesuai. Pada gambar di bawah, anda dapat melihat induktor teras ferit,
Apabila gegelung induktor dililit pada inti mungkin ferit atau teras besi, induktansi gegelung meningkat sangat besar. Nilai ini jauh lebih besar daripada cored udara dengan ukuran dan bentuk yang sama.
Sekarang untuk rangkaian RLC seperti yang ditunjukkan dalam gambar, reaktansi atau impedansi antara terminal "a" dan "c" bergantung pada nilai L dan C jika frekuensi isyarat yang diterapkan tetap.
Jadi jika nilai induktansi berubah nilai reaktans atau impedans berubah. Bagaimana kedua konsep ini digunakan bersama untuk litar pengesan logam, dijelaskan di bahagian kerja projek ini.
Komponen Litar Pengesan Logam
- +9 voltan bekalan
- 555 IC
- Perintang 47KΩ
- Kapasitor 2.2µF (2 keping)
- Pembesar suara (8Ω)
- 170 Putaran gegelung berdiameter 10cm (mana-mana tolok akan berfungsi)
Rajah Litar Pengesan Logam dan Bekerja
Rajah menunjukkan gambarajah litar pengesan logam. Pemasa IC 555 di sini bertindak sebagai penjana gelombang persegi dan menghasilkan denyutan dengan frekuensi yang dapat didengar oleh manusia. Kapasitor antara pin2 dan pin1 tidak boleh diubah kerana perlu menghasilkan frekuensi yang dapat didengar.
Di litar terdapat litar RLC yang dibentuk oleh perintang 47K, kapasitor 2.2µF, dan induktor 150turn. Litar RLC ini adalah bahagian pengesanan logam. Sekarang seperti yang disebutkan sebelumnya di bahagian sebelumnya, induktor teras logam mempunyai nilai induktansi yang tinggi berbanding dengan cored udara.
Ingat luka gegelung di sini adalah cored udara, jadi apabila sekeping logam dibawa dekat gegelung, potongan logam bertindak sebagai inti untuk induktor cored udara. Dengan logam ini bertindak sebagai teras, induktansi gegelung berubah atau meningkat dengan ketara. Dengan peningkatan mendadak gegelung ini, reaktans keseluruhan atau impedans litar RLC berubah dengan jumlah yang banyak jika dibandingkan tanpa kepingan logam.
Pada mulanya apabila tidak ada kepingan logam, isyarat yang diberikan kepada pembesar suara menyebabkan beberapa bunyi terdengar. Sekarang dengan perubahan reaktansi di sekitar rangkaian RLC isyarat yang dihantar ke pembesar suara tidak lagi sama seperti sebelumnya, kerana ini suara yang dihasilkan oleh pembesar suara akan berbeza dengan yang pertama.
Oleh itu, setiap kali logam dibawa berhampiran gegelung, impedans RLC berubah menjadikan isyarat berubah sehingga menghasilkan variasi terhadap bunyi yang dihasilkan pada pembesar suara. Anda juga boleh memeriksa alat pengesan logam berasaskan Arduino ini.
Petua Umum:
- Enamel harus dikeluarkan pada hujung gegelung untuk sambungan pematerian.
- Dengan tolok yang berbeza kita akan mempunyai impedans RLC yang berbeza, jadi seseorang harus bereksperimen dengan rintangan dalam litar RLC untuk pengesanan logam sensitif.
- Pembesar suara boleh terdiri dari pelbagai jenis. Tetapi dengan rintangan kurang dari 8Ω, pemasa mungkin akan dipanaskan.
- Gunakan voltan bekalan lebih tinggi daripada 5V.