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來控制整個金屬探測器項目。 LED和蜂鳴器用作金屬檢測指示器。線圈和電容器用于檢測金屬。信號二極管也用于降低電壓。還有一個電阻，用于限制流到Arduino引腳的電流。

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

根據(jù)線圈的磁芯，電感值會急劇變化。在下圖中，您可以看到空心電感，在這些電感中，將沒有實心磁芯。它們基本上是留在空中的線圈。電感器產(chǎn)生的磁場流動介質(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微亨利的值時使用。對于大于幾毫亨的值，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，金屬片充當(dāng)空氣芯的核心。電感器。通過這種金屬作為磁芯，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有金屬片的情況下會發(fā)生相當(dāng)大的變化。

步驟3：工作原理？

這個Arduino金屬探測器的工作有點棘手。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)換中線圈都會產(chǎn)生短尖峰。產(chǎn)生的尖峰的脈沖長度與線圈的電感成比例。因此，借助這些Spike脈沖，我們可以測量線圈的電感。但是在這里很難用尖峰精確測量電感，因為尖峰的持續(xù)時間非常短（大約0.5微秒），并且Arduino很難測量。

所以不是這樣，我們使用了一個由上升脈沖或尖峰充電的電容器。而且它只需幾個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。整個過程大約需要200微秒才能完成。為了獲得更好的結(jié)果，我們重復(fù)測量并取平均值。這就是我們?nèi)绾螠y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。在該項目的編程部分中，我們使用了兩個Arduino引腳，一個用于生成要在Coil中饋入的模塊波，第二個是模擬引腳以讀取電容器電壓。除了這兩個引腳，我們還使用了另外兩個Arduino引腳來連接LED和蜂鳴器。您可以在下面查看Arduino金屬探測器的完整代碼和演示視頻。您可以看到，只要它檢測到某些金屬，LED和蜂鳴器就會開始快速閃爍。

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