Circuito detector de metais simples

Você pode encontrar um detector de metais em aeroportos, teatros e vários outros locais públicos. Eles são usados ​​para a segurança das pessoas para detectar qualquer pessoa que carregue um metal (armas etc). Neste projeto, vamos projetar um circuito detector de metais simples. Existem tantos designs de detectores de metal, mas a maioria deles são complexos em design, então aqui vamos projetar um circuito detector de metais simples usando 555 Timer IC.

Antes de prosseguir, precisamos entender o conceito de circuitos indutores e RLC. Vamos primeiro falar sobre indutores. Os indutores nada mais são do que bobinas de fio de cobre esmaltado em diferentes formas e tamanhos. Com base em vários parâmetros, a indutância de um indutor é calculada. Em todos esses parâmetros, estamos basicamente interessados ​​no núcleo do indutor, pois dependendo do núcleo, o valor da indutância muda drasticamente.

Na figura abaixo você pode ver os indutores com núcleo de ar, Nesses indutores não haverá núcleo sólido. Eles são basicamente bobinas deixadas no ar. O meio de fluxo do campo magnético gerado pelo indutor é nada ou ar. Esses indutores têm indutâncias de valor muito menor.

Esses indutores são usados ​​quando há necessidade de valores de poucos micro Henry. Para valores superiores a alguns mili, estes não são adequados. Na figura abaixo você pode ver indutores de núcleo de ferrite,

Quando a bobina indutora é enrolada em um núcleo que pode ser de ferrita ou ferro, a indutância da bobina aumenta enormemente. Este valor é muito mais do que um núcleo de ar do mesmo tamanho e formato.

Agora, para um circuito RLC conforme mostrado na figura, a reatância ou impedância entre os terminais “a” e “c” depende dos valores de L e C se a frequência do sinal aplicado for constante.

Portanto, se o valor da indutância muda, o valor da reatância ou impedância muda. Como esses dois conceitos são usados ​​juntos para um circuito detector de metais, é explicado na seção de trabalho deste projeto.

Componentes do circuito detector de metal

• +9 tensão de alimentação
• 555 IC
• Resistor 47KΩ
• Capacitor de 2,2 µF (2 peças)
• Alto-falante (8Ω)
• 170 Voltas da bobina de 10 cm de diâmetro (qualquer medidor funcionaria)

Diagrama de circuito do detector de metais e funcionamento

A figura mostra o diagrama de circuito do detector de metais. O temporizador 555 IC aqui atua como um gerador de onda quadrada e gera pulsos com frequências audíveis para humanos. O capacitor entre o pino 2 e o pino 1 não deve ser alterado, pois é necessário para gerar frequências audíveis.

No circuito existe um circuito RLC formado por resistor de 47K, capacitor de 2,2µF e indutor de 150 voltas. Este circuito RLC é a parte de detecção de metal. Agora, como mencionado anteriormente na seção anterior, um indutor de núcleo de metal tem um valor de indutância alto sobre um de núcleo de ar.

Lembre-se de que a bobina enrolada aqui é com núcleo de ar, portanto, quando uma peça de metal é aproximada da bobina, a peça de metal atua como um núcleo para o indutor com núcleo de ar. Por este metal atuar como um núcleo, a indutância da bobina muda ou aumenta consideravelmente. Com este aumento repentino na indutância da bobina, a reatância ou impedância geral do circuito RLC muda em uma quantidade considerável quando comparada sem a peça de metal.

No início, quando não há nenhuma peça de metal, o sinal enviado ao alto-falante causa algum som audível. Agora com a mudança da reatância ao redor do circuito RLC o sinal enviado ao alto-falante não será mais o mesmo de antes, por isso o som produzido pelo alto-falante será diferente do primeiro.

Portanto, sempre que um metal é aproximado da bobina, a impedância do RLC muda fazendo com que o sinal mude, resultando na variação do som gerado no alto-falante. Você também pode verificar este detector de metais baseado em Arduino.

Dicas comuns:

• O esmalte deve ser removido nas pontas da bobina para as conexões de soldagem.
• Com diferentes calibres, teremos diferentes impedâncias RLC, então deve-se experimentar com resistência no circuito RLC para detecção de metal sensível.
• O alto-falante pode ser de qualquer tipo. Mas com resistência inferior a 8Ω, o cronômetro pode ficar aquecido.
• Use tensão de alimentação superior a 5V.