Rangkaian metal detector

 Analisis Diagram Sirkuit Metal Detector Dengan Timer 555 Sebagai Generator Gelombang Persegi

Gambar di atas adalah diagram rangkaian detektor logam. Fungsi timer 555 disini adalah generator gelombang persegi, yang menghasilkan frekuensi pulsa yang dapat didengar manusia. Kapasitansi antara pin 1 dan pin 2 tidak boleh diubah, karena itu perlu digunakan untuk menghasilkan frekuensi suara manusia.

Rangkaian RLC pada rangkaian ini terdiri dari resistor 47Ω, kapasitor 2.2uF, dan induktansi 150 lilitan. Bagian rangkaian RLC digunakan untuk mendeteksi logam. Seperti yang kami katakan di atas, induktansi inti magnet logam lebih baik daripada induktor inti udara.

Anda harus tahu bahwa kita menggunakan induktor inti udara disini, jadi ketika benda logam mendekati kumparan, benda logam tersebut berperan sebagai identitas inti magnet. Ketika benda logam menjadi magnet, nilai induktansi kumparan akan meningkat pesat. Peningkatan mendadak seperti itu sangat mengubah reaktansi total atau induktansi rangkaian RLC.

Ketika tidak ada benda logam di awal, sinyal akan menghasilkan suara melalui speaker. Dengan adanya perubahan reaktansi pada rangkaian RLC maka sinyal yang masuk ke speaker saat ini tidak lagi sama, sehingga suara yang keluar dari speaker akan berbeda dengan sebelumnya.

Jadi setiap kali benda logam mendekati kumparan, perubahan induktansi RLC akan mengubah sinyal, yang juga menyebabkan suara yang dihasilkan oleh speaker berubah.

Metal Detector II

Sebuah sirkuit yang mendeteksi logam dan juga magnet. Gambaran Ketika magnet dibawa dekat dengan choke 10mH, perubahan frekuensi output. Skema Parts Daftar 1x - NE555 Bipolar Timer 1x - 47K Resistor (1 / 4W) 2x - 2.2F elektrolit (16V) 1x - 10F elektrolit (16V) 1x - 10F elektrolit (16V) 1x - 10mH Induktor 1x - 8 Ohm Speaker (1 / 4W) 1x - 9V Tegangan Battery Komentar di sirkuit ini atau melihat Elektronik sirkuit Forum Komunitas .

Parts List 

1x - NE555 Bipolar Timer

1x - 47K Resistor (1/4W)

2x - 2.2�F Electrolytic Capacitor (16V)

1x - 10�F Electrolytic Capacitor (16V)

1x - 10�F Electrolytic Capacitor (16V)

1x - 10mH Inductor

1x - 8 Ohm Speaker (1/4W)

1x - 9V Voltage Battery

Bagaimana Detektor Logam Bekerja?

Pada rangkaian di atas, kapasitor dan induktor seri membentuk rangkaian tangki. Pada rangkaian tangki, energi ditransfer berulang kali antara kapasitor dan induktor, yang mengakibatkan osilasi. Arus yang dikeluarkan dari kapasitor mengalir melalui induktor; ketika kapasitor benar-benar kosong, medan magnet induktor yang menurun mempertahankan aliran arus. Kapasitor kemudian akan terisi dengan polaritas yang berlawanan, dan ketika medan magnet telah benar-benar runtuh, kapasitor akan kosong, yang mengakibatkan aliran arus dalam arah yang berlawanan dengan arus awal. Siklus ini berlanjut.

Induktor dari rangkaian tangki di atas membentuk detektor detektor logam (kumparan kawat besar). Ketika material logam mendekati pusat induktor (kumparan detektor), ia memasuki medan magnet yang diciptakan oleh induktor. Hal ini mengubah permeabilitas magnetik inti induktor, yang menyebabkan induktansi berubah. Perubahan induktansi, pada gilirannya, mengubah frekuensi osilasi rangkaian tangki.

Jika komponen-komponennya ideal, rangkaian tangki akan berosilasi tanpa henti tanpa sumber daya eksternal. Namun, dalam praktiknya, komponen-komponennya tidak ideal. Resistansi yang tidak diinginkan dari komponen-komponen tersebut akan menimbulkan kehilangan energi, yang menyebabkan arus berosilasi berhenti. Untuk mengatasi hal ini, penguat pembalik BJT satu tahap digunakan untuk terus menambah penguatan ke dalam rangkaian tangki.

Karena osilasi pada simpul sebelum dan sesudah induktor memiliki perbedaan fase 180° satu sama lain, salah satu simpul akan menyalurkan osilasi ke basis transistor, menguatkan dan membalikkan sinyal di kolektor, lalu mengembalikannya dalam fase ke simpul lain dari rangkaian tangki. Seluruh rangkaian ini disebut osilator Colpitts.

Osilator Colpitts di atas memberikan osilasi yang stabil dengan frekuensi dalam rentang 100kHz. Logam dari barang-barang rumah tangga yang mengubah permeabilitas inti induktor akan mengubah frekuensi ini sekitar 10kHz. Karena rentang frekuensi ini berada di luar spektrum audio manusia (20Hz hingga 20kHz), kita perlu menerjemahkan osilasi menjadi nada yang dapat didengar.

Detektor logam BFO (beat-frequency oscillator) tradisional mengatasi masalah ini dengan menggabungkan rangkaian tangki lain dengan frekuensi tetap yang sama dengan frekuensi rangkaian tangki detektor tanpa pengaruh logam apa pun. Kemudian, dengan mengambil perbedaan antara kedua frekuensi tersebut, frekuensi yang berfluktuasi dari rangkaian detektor akan diisolasi dan diturunkan ke rentang yang dapat didengar.

Untuk proyek detektor logam ini, kita akan menggunakan Arduino untuk memproses sinyal osilasi alih-alih mengimbangi osilasi dengan rangkaian tangki kedua. Arduino akan menyimpan frekuensi tetap dan terus membandingkan frekuensi masuk rangkaian detektor dengan frekuensi yang tersimpan (lebih lanjut tentang program Arduino di bawah).

Untuk proyek ini, mainan pemotong rumput dipilih untuk menampung semua komponen. Mainan ini mencakup fitur-fitur berikut:

tombol pemicu, yang akan kita gunakan kembali untuk memicu speaker

tombol samping, yang akan kita gunakan untuk mengatur frekuensi tetap

kompartemen baterai (3 baterai AA) dengan sakelar ON/OFF

speaker, yang akan kita gunakan untuk memainkan nada

motor dengan LED terpasang yang akan diaktifkan ketika perbedaan frekuensi melebihi ambang batas tertentu

kepala melingkar tempat kita akan memasang kumparan kawat untuk induktor rangkaian tangki

Kita juga akan menambahkan potensiometer (perak) untuk membuat sensitivitas perubahan nada dapat disesuaikan

Di dalam rumah, kita akan mengganti papan sirkuit asli dengan sirkuit kita sendiri dan memasang semua periferal ke sirkuit dengan header pin.

Untuk proyek ini, mainan pemotong rumput dipilih untuk menampung semua komponen. Mainan ini mencakup fitur-fitur berikut:

tombol pemicu, yang akan kita gunakan kembali untuk memicu speaker

tombol samping, yang akan kita gunakan untuk mengatur frekuensi tetap

kompartemen baterai (3 baterai AA) dengan sakelar ON/OFF

speaker, yang akan kita gunakan untuk memainkan nada

motor dengan LED terpasang yang akan diaktifkan ketika perbedaan frekuensi melebihi ambang batas tertentu

kepala melingkar tempat kita akan memasang kumparan kawat untuk induktor rangkaian tangki

Kita juga akan menambahkan potensiometer (perak) untuk membuat sensitivitas perubahan nada dapat disesuaikan

Di dalam rumah, kita akan mengganti papan sirkuit asli dengan sirkuit kita sendiri dan memasang semua periferal ke sirkuit dengan header pin.

Skema Rangkaian Deteksi Logam

Diagram Rangkaian Detektor Logam dan Cara Kerjanya

Dalam kehidupan sehari-hari, kita sudah terbiasa melihat banyak detektor yang mendeteksi perangkat logam seperti senjata api, bom, dll. Untuk mencegah masuknya senjata api dan bom secara ilegal ke tempat umum, sistem keamanan dikembangkan dengan merancang berbagai proyek elektronik menggunakan sensor jarak. Jadi, detektor logam digunakan untuk mendeteksi keberadaan logam di dekatnya. Detektor logam adalah perangkat elektronik yang digunakan di banyak tempat seperti teater, pusat perbelanjaan, hotel, dll., untuk mendeteksi benda logam seperti pisau, senjata api, atau bahan peledak lainnya yang disembunyikan di dalam barang bawaan orang yang membawanya dengan niat jahat; detektor logam semacam itu sangat berguna untuk mendeteksi keberadaan barang tersembunyi di dalam benda.

Detektor Logam

Detektor logam industri pertama dikembangkan pada tahun 1960 dan digunakan untuk pencarian mineral dan aplikasi industri lainnya. Detektor logam adalah perangkat elektronik yang mencakup osilator yang menghasilkan arus bolak-balik yang melewati kumparan yang menghasilkan medan magnet bolak-balik. Jika ada bagian logam yang dekat dengan kumparan, arus eddy akan diinduksi dalam logam dan ini menghasilkan medan magnetnya sendiri. Jika kumparan lain digunakan untuk mengukur medan magnet, perubahan medan magnet, perubahan medan magnet karena objek logam dapat dideteksi.

Detektor logam digunakan untuk mendeteksi senjata seperti pistol, pisau di bandara, dan juga digunakan dalam industri konstruksi untuk mendeteksi batang tulangan baja di kabel, beton, pipa yang terkubur di lantai dan dinding.

Rangkaian Detektor Logam Sederhana

Komponen utama rangkaian detektor logam sederhana adalah rangkaian LC, sensor jarak, dan buzzer. Rangkaian LC tidak lain adalah induktor dan kapasitor, yang dihubungkan secara paralel. Rangkaian ini mengaktifkan sensor jarak saat mendeteksi logam apa pun di dekatnya. Sensor ini menyalakan LED dan menghasilkan buzzer.

Bila rangkaian LC mempunyai frekuensi resonansi dari logam manapun yang dekat dengannya, maka akan tercipta medan listrik yang akan menginduksi arus pada kumparan dan mengubah sinyal dalam aliran sinyal melalui kumparan.

Resistor variabel digunakan untuk mengubah nilai sensor, yang sama dengan sirkuit LC. Saat logam terdeteksi, sirkuit akan memiliki sinyal yang berubah. Sinyal yang berubah ini akan diberikan ke detektor jarak dekat, yang akan mendeteksi perubahan sinyal dan bereaksi sesuai dengan itu. Saat logam terdeteksi oleh koil, o/p sensor akan menjadi 1 mA. Saat koil berada di dekat logam, maka o/p sensor akan menjadi sekitar 10 mA.

Ketika pin o/p tinggi, resistor R3 akan memberikan tegangan positif ke transistor Q1 untuk menyalakan LED, yang akan menyala dan menghasilkan suara berdengung. Di sini, resistor R2 digunakan untuk membatasi aliran arus.

Rangkaian Detektor Logam Menggunakan IC 555

Proyek diagram rangkaian detektor logam sederhana dirancang menggunakan IC 555 , seperti yang dapat Anda lihat pada rangkaian pewaktu 555 , rangkaian ini mendeteksi logam dan magnet. Saat magnet berada di dekat choke 10mH, frekuensi o/p berubah. Rangkaian ini dapat diberi daya dari catu daya, yang dapat menyediakan tegangan DC o/p antara 6V hingga 12V. Jika logam berada di dekat kumparan L1, ia menghasilkan perubahan frekuensi osilasi o/p, dan kemudian menghasilkan suara berdengung.

Proyek ini mencakup rangkaian detektor logam yang dihubungkan dengan unit kontrol, yang menghasilkan alarm bagi pengguna saat ada logam di dekatnya. Mikrokontroler 8051 digunakan untuk operasi yang diinginkan. Di sisi pemancar, aplikasi Android digunakan untuk mengirim perintah ke penerima. Robot bergerak maju, mundur, ke kanan, atau ke kiri. Di sisi penerima, dua motor dihubungkan ke mikrokontroler 8051 untuk pergerakan kendaraan.

Kendaraan Robot Detektor Logam menggunakan Teknologi RF

Tujuan utama proyek ini adalah merancang kendaraan robotik yang dapat mendeteksi logam di depannya dan robot ini dikendalikan dari jarak jauh menggunakan teknologi RF

Rangkaian detektor logam dipasang di badan robot. Robot akan bekerja jika mendeteksi logam di bawahnya. Begitu robot mendeteksi logam tersebut, robot akan membunyikan alarm. Alarm ini berfungsi untuk memberi tahu operator tentang kemungkinan adanya logam di jalurnya.

Lebih lanjut, proyek ini dapat dikembangkan dengan memasang kamera nirkabel pada robot sehingga operator dapat mengendalikan pergerakan robot dari jarak jauh dengan melihatnya di layar.

Semoga artikel ini memberi Anda informasi singkat tentang rangkaian detektor logam dan prinsip operasinya. Apakah Anda mengetahui aplikasi praktis lain dari detektor logam atau detektor panas ? Anda dapat berbagi pengetahuan teknis Anda dengan memposting komentar Anda di bagian komentar di bawah ini.