第1步：所需材料

Arduino Nano

線圈

10 nF電容器

Pizo Buzzer

1k電阻器

330歐姆電阻器

LED

1N4148二極管

面包板

跳線

9V電池

第2步：電路圖

我們使用Arduino Nano來(lái)控制整個(gè)金屬探測(cè)器項(xiàng)目。 LED和蜂鳴器用作金屬檢測(cè)指示器。線圈和電容器用于檢測(cè)金屬。信號(hào)二極管也用于降低電壓。還有一個(gè)電阻，用于限制流到Arduino引腳的電流。

當(dāng)任何金屬靠近線圈時(shí)，線圈都會(huì)改變其電感。電感的這種變化取決于金屬類型。對(duì)于非磁性金屬，它會(huì)降低，對(duì)于鐵磁性材料（如鐵），它會(huì)增加。

根據(jù)線圈的磁芯，電感值會(huì)急劇變化。在下圖中，您可以看到空心電感，在這些電感中，將沒(méi)有實(shí)心磁芯。它們基本上是留在空中的線圈。電感器產(chǎn)生的磁場(chǎng)流動(dòng)介質(zhì)是空氣或空氣。這些電感器的電感值非常小。

這些電感器在需要幾個(gè)微亨利的值時(shí)使用。對(duì)于大于幾毫亨的值，這些不是合適的值。在下圖中，您可以看到帶有鐵氧體磁芯的電感器。這些鐵氧體磁芯電感具有非常大的電感值。

請(qǐng)記住，這里纏繞的線圈是空心線圈，因此當(dāng)金屬片靠近線圈時(shí)，金屬片充當(dāng)空氣芯的核心。電感器。通過(guò)這種金屬作為磁芯，線圈的電感顯著變化或增大。隨著線圈電感的突然增加，LC電路的整體電抗或阻抗在沒(méi)有金屬片的情況下會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的變化。

步驟3：工作原理？

這個(gè)Arduino金屬探測(cè)器的工作有點(diǎn)棘手。在這里，我們將由Arduino生成的塊波或脈沖提供給LR高通濾波器。因此，在每次轉(zhuǎn)換中線圈都會(huì)產(chǎn)生短尖峰。產(chǎn)生的尖峰的脈沖長(zhǎng)度與線圈的電感成比例。因此，借助這些Spike脈沖，我們可以測(cè)量線圈的電感。但是在這里很難用尖峰精確測(cè)量電感，因?yàn)榧夥宓某掷m(xù)時(shí)間非常短（大約0.5微秒），并且Arduino很難測(cè)量。

所以不是這樣，我們使用了一個(gè)由上升脈沖或尖峰充電的電容器。而且它只需幾個(gè)脈沖就可以將電容器充電到Arduino模擬引腳A5可以讀取其電壓的程度。然后Arduino使用ADC讀取該電容的電壓。讀取電壓后，通過(guò)將capPin引腳作為輸出并將其設(shè)置為低電平，電容器快速放電。整個(gè)過(guò)程大約需要200微秒才能完成。為了獲得更好的結(jié)果，我們重復(fù)測(cè)量并取平均值。這就是我們?nèi)绾螠y(cè)量線圈的近似電感。在得到結(jié)果后，我們將結(jié)果傳輸?shù)絃ED和蜂鳴器以檢測(cè)金屬的存在。查看本文末尾給出的完整代碼以了解其工作原理。

完整的Arduino代碼在本文末尾給出。在該項(xiàng)目的編程部分中，我們使用了兩個(gè)Arduino引腳，一個(gè)用于生成要在Coil中饋入的模塊波，第二個(gè)是模擬引腳以讀取電容器電壓。除了這兩個(gè)引腳，我們還使用了另外兩個(gè)Arduino引腳來(lái)連接LED和蜂鳴器。您可以在下面查看Arduino金屬探測(cè)器的完整代碼和演示視頻。您可以看到，只要它檢測(cè)到某些金屬，LED和蜂鳴器就會(huì)開(kāi)始快速閃爍。

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