Қалта металл іздеуші - Arduino: 8 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Инстаграмдағы TechKiwiGadgetsTechKiwiGadgets авторы Толығырақ:

Туралы: Технология мен оның әкелетін мүмкіндіктері туралы ақылсыз. Маған бірегей заттарды салу қиындықтары ұнайды. Менің мақсатым - технологияны қызықты етіп, күнделікті өмірмен байланыстыру және адамдарға керемет құрылыста табысқа жетуге көмектесу … TechKiwiGadgets туралы толығырақ »

Бұл қалталы металл қалақшасы ағаштан кішкене шегелер мен ілгектерді анықтауға жеткілікті сезімтал және ыңғайсыз кеңістіктерге сыйып кететіндей ықшам, олар металды табуға ыңғайлы.

Құрылғыда төрт тәуелсіз іздеу катушкалары мен түсті жарықдиодты индикаторлар бар, олар мақсатты дәл анықтай отырып, іздеудің үлкен аумағын жылдам қамтуға мүмкіндік береді.

Бұл ұқыпты құрылғы USB түймесі арқылы қайта зарядталатын бір батырманың көмегімен өздігінен калибрленеді және мақсатты күшті көрсету үшін түсті жарық диодты, дыбыс пен дірілді қолданады.

Нұсқаулықта өз бетінше құрастыруға қажет барлық дизайн, тестілеу, код және 3D файлдары бар. Сіз мұны мен сияқты қолданып, ұнатасыз деп үміттенемін !!

1 -қадам: материалдар тізімі және ол қалай жұмыс істейді

1. Бұл қалай жұмыс істейді

Pocket Metal Locator Arduino Pro Mini жұмыс істейтін төрт тәуелсіз импульстік индукциялық іздеу катушкаларын пайдаланады. Әрбір іздеу катушкасы бөлек TX және RX катушкасынан тұрады, онда импульсті TX катушкасына енгізеді, бұл RX катушкасының айналасында электромагниттік өріс жасайды. Ауыспалы өріс RX катушкасына кернеуді береді, ол сигналдың импульстік енін Arduino оқымай тұрып анықталады және күшейтіледі.

Arduino кодындағы тегістеу алгоритмі импульстің шуылын жою үшін қолданылады, бұл оны өте тұрақты етеді.

Кодтағы калибрлеу алгоритмі іске қосудың қысқа уақытында орташа көрсеткіштерді алады және сигналды салыстыру үшін бірқатар шектерді орнатады.

Металл объекті электромагниттік өрістің шегіне жеткенде өріс бұзылады және энергияның бір бөлігі RX катушкасынан мақсатты объектіде пайда болатын «Эдди токтарына» бағытталады. Мақсатты объектінің бұл паразиттік әсері RX катушкасының төмендеуінде импульстің енін анықтауға әкеледі. Негізінде біз мақсатты объектіге қуаттың жоғалуын өлшейміз.

RX катушкасында анықталған импульстің ені табалдырықтан төмен түссе, онда жарық диодты шамдар жанады, дыбыстық сигнал естіледі және Haptic Feedback қозғалтқышы іске қосылады - мақсатты сигналдың алдын ала белгіленген мөлшеріне байланысты.

Бұл схема өткен жылы өте тұрақты және сенімді жұмыс істейтін детекторға айналды. Катушканың конфигурациясы мен бағыты әбден тұрақтылық пен тереңдікті анықтау үшін жасалған.

2. Материалдар тізімі

1. 3.7v 350mAh LiPo батареясының өлшемі: 38mm x 20mm x 7.5mm
2. TP4056 USB LiPo батарея зарядтаушысы Деректер парағы
3. LiPo аккумуляторлық зарядының 300 мА -дан төмен болуын шектейтін 4.7K резистор
4. Arduino Pro Mini
5. Mini Pro бағдарламалау үшін FTDI USB сериялық модулі
6. LM339 Төрт дифференциалды компаратордың интегралды схемасы
7. Vero Board - 20х9 саңылауларға және 34х9 пішінді 2 дана (дұрыс бағдарлау үшін суретті қараңыз)
8. BC548 NPN транзисторы x 4
9. 2N7000 MOSFET қосқышы x 5
10. Piezo Buzzer
11. Тиімді кері байланыс үшін монеталық діріл қозғалтқышы
12. WS2812 RGB жарықдиодты модуль x 4
13. 1k резистор x 4
14. 10к резистор x 4
15. 47 Ом резисторы x 4
16. 2.2K резисторы x 4
17. 150pf керамикалық конденсатор x 8
18. 0.18uF полиэфирлі конденсатор x 4
19. 0,3 мм эмальды мыс сымының орамасы (әдетте салмағы шамамен 25 г орамдарда болады)
20. ПХД орнатылған батырмалы қосқыш
21. Ыстық желім мылтығы
22. 10 мм бұрғылау ұшы
23. Қолмен бұрғылау
24. 16 бөлек сымдарды белгілеуге жарамды жапсырма пистолеті немесе жабысқақ таспа
25. 3D принтеріне қол жеткізу

3. Салыстырғыштың жұмысы

Менде LM339 жұмысы туралы бірнеше сұрақтар болды, сондықтан мен түсінікті түсініктеме беремін деп ойладым.

LM339 тек кернеуді салыстырушы ретінде жұмыс істейді, оң және теріс түйреуіштер арасындағы дифференциалды кернеуді салыстырады және кіріс дифференциалды полярлығына негізделген логиканың төмен немесе жоғары импеданс (тартылу кезінде жоғары логика) шығарады.

Бұл тізбекте компаратордың оң кірісі Vcc желісіне қосылады және компаратор шығысына Vcc-қа тартылатын резистор қолданылады. Бұл конфигурацияда іс жүзінде компаратордың шығыс кернеуі теріс кірістегі кіріс кернеуі 3,5 в асқанша жоғары болып қалады.

Бұл операцияны LM339 мәліметтер парағынан түсіндіруге болады, онда «кіріс кернеуінің диапазоны» 0 В-ден Vsup-1.5 В аралығында болады.

IN-IN+ және IN+ екеуі де ортақ режим диапазонында болғанда, IN-IN+ IN-дан төмен болса және ығысу кернеуі болса, шығыс жоғары импеданс және шығыс транзисторы өткізбейді.

IN - жалпы режимнен жоғары болса және IN+ жалпы режимде болса, шығыс төмен болады және шығыс транзисторы ток сөнеді. Мәліметтер парағына сілтеме және төмендегі түсініктеме

2 -қадам: Іс қағазын басып шығарыңыз

3D басып шығарылған корпус 5 бөлек баспа көмегімен жасалды. Өлшемдер мен 3D файлдарды Thingiverse сайтынан табуға болады. Дизайн іздеу катушкалары ізделіп жатқан аймаққа жақын болуын қамтамасыз ете отырып, құрылғыны ұстап тұруды жеңілдетуге бағытталған.

Корпусты мұқият басып шығарыңыз және артық пластикті алыңыз. Бұл қадамды қазір жасау маңызды, сондықтан электронды компоненттер соңғы қосылу мен тестілеу алдында корпуста туралануы мүмкін.

Мен жинақы және эргономикалық тұрғыдан ұнамды соңғы дизайнды шешпес бұрын сынап көрген әр түрлі конструкциялардың суретін енгіздім.

3 -қадам: Іздеу катушкаларын жасаңыз және орнатыңыз

Басылған катушкаларды алыңыз және олардың әрқайсысына 25 рет мыс сым ораңыз. Негізгі қондырғыға қосылу үшін жақсы 20 см қосымша мыс сым қалдырыңыз.

Желдің біркелкі болуын қамтамасыз ету үшін пішкіштерде басып шығарылған тесіктерді қолданыңыз және олардың әрқайсысына катушкаларды бағыттаңыз. Мұны істегенде, біріншісін төңкеріп, біріншісін біртіндеп негізгі блокқа жабыстырыңыз.

Фотосурет жинағын ұсынылған түрде орындаңыз, оның нәтижесі катушкалар жинағына барлық сымдар бір бағытта бекітілген және жоғарғы корпустағы негізгі тақта блогына қосылу үшін жеткілікті ұзындықтағы 8 катушкадан тұрады.

Әрбір арнайы катушканы қадағалау үшін әр катушка үшін саңылаулары бар екі сымды бағыттаушы блокты қолданыңыз.

Мен ішкі катушкаларға арналған сымдарды сым блогының жоғарғы жағына және төменгі жағына қойдым, осылайша мен әрбір арнайы катушканы қадағалай аламын, бұл негізгі тақтаға қосылуды жеңілдетеді.

4 -қадам: Схеманы құрыңыз

Құрылғы дербес құруға арналған төрт негізгі схемадан тұрады - жүргізуші тақтасы, негізгі тақта, жарықдиодты жинақ және қайта зарядталатын қуат көзі. Бұл қадамда біз жүргізушілер тақтасы мен негізгі тақтаны құрамыз.

1. Жүргізушілер тақтасы

22х11 тесіктердің бойымен Vero тақтасының бір бөлігін кесу үшін қолмен пышақты қолданыңыз, нәтижесінде 20х9 тесіктері бар Vero тақтасы кескінге сәйкес бағытталған. Тақтаның екі жағындағы саңылауларды бірнеше рет соғу жақсы, содан кейін артық тақтаны ақырын жұлып алыңыз. Тақтаның қоршаудың негізіне екі жағынан жеткілікті бос орынға орнатылғанын тексеріңіз.

Фотосуреттер мен қолмен 10 мм бұрғылау көмегімен Vero тақтасының төменгі жағында көрсетілген ілгектерді мұқият сындырыңыз. Электр тақтасын жинау үшін схеманы және компоненттердің фотосуреттерін сақтаңыз, қысқа жолдар жоқ екеніне көз жеткізіңіз.

Бұл тақтаны кейінірек тестілеу үшін қойыңыз.

2. Басқарма

36х11 тесіктердің бойымен Vero тақтасының бір бөлігін кесу үшін қолмен пышақты қолданыңыз, нәтижесінде 34x9 тесіктері бар Vero тақтасы кескінге сәйкес бағытталған. Тақтаның екі жағындағы саңылауларды бірнеше рет соғу жақсы, содан кейін артық тақтаны ақырын жұлып алыңыз. Тақтаның қоршаудың негізіне екі жағынан жеткілікті бос орынға орнатылғанын тексеріңіз.

Фотосуреттер мен қолмен 10 мм бұрғылау көмегімен Vero тақтасының төменгі жағында көрсетілген ілгектерді мұқият сындырыңыз.

Электр тақтасын жинау үшін Arduino және LM339 IC және басқа компоненттердің схемасы мен фотосуреттер схемасын сақтаңыз, қысқа жолдардың болмауын қадағалаңыз.

Бұл тақтаны кейінірек тестілеу үшін қойыңыз.

5 -қадам: Жарықдиодты индикаторларды қосыңыз

Мен WS2182 светодиодтарын қолдандым, оларда Arduino үш бөлек сымды қолдана отырып шешуге мүмкіндік береді, бірақ светодиодқа пәрмен жіберу арқылы түстер мен жарықтық түстерінің кең ауқымын жасауға болады. Бұл тестілеу бөлімінде қамтылған Arduino IDE -ге жүктелген арнайы кітапхана арқылы жүзеге асады.

1. Светодиодтарды катушка қоршау қақпағына орнату

Төрт жарықдиодты мұқият орналастырыңыз, осылайша олар VCC және GND қосылымдары тураланатындай етіп дұрыс бағытталып, олар тесіктердің ортасында отырады.

Жарықдиодтарды орнына бекіту үшін ыстық желімді пайдаланыңыз.

2. Жарық диодтарының сымдарын қосу

Светодиодтардың контактілеріне 25 см ұзындықтағы бір ядролы сымды мұқият алып тастаңыз және орналастырыңыз.

Оларды дәнекерлеп, орталық деректер сымы фотосуретке сәйкес IN және OUT контактілеріне қосылғанын тексеріңіз.

3. Істерді туралауды тексеру

Корпустың қақпағы катушканың корпусымен біркелкі болатынын тексеріңіз, содан кейін сымдарды қақпақтың төменгі шетінде ұстау үшін ыстық желімді қолданыңыз.

Мұны кейінірек тестілеу үшін қойыңыз.

6 -қадам: қондырғыны жинау және сынау

1. Құрастыруға дайындық

Құрастырудан бұрын біз ақауларды жоюды жеңілдету үшін әр тақтаны біртіндеп тексереміз.

Arduino Pro Mini компьютерге бағдарламалануы үшін USB сериялық тақтасын қажет етеді. Бұл тақтаның өлшемін кішірейтуге мүмкіндік береді, себебі оның сериялық интерфейсі жоқ. Бұл тақталарды бағдарламалау үшін сізге бөліктер тізімінде көрсетілген тақтаны алуға инвестиция қажет болады.

Arduino кодын жүктемес бұрын, «FastLED.h» кітапханасын WS2182 светодиодтарын басқару үшін кітапхана ретінде қосу қажет болады. Егер ақаулар болса, ақауларды жою үшін осциллограф іздерінің сериясы ұсынылған.

Сондай -ақ, әрбір арнаның импульстік ені шығысын және шекті мәнді көрсететін Graph Plot функциясын қолдана отырып, IDE сериялық деректерінің скриншоты бар. Бұл тестілеу кезінде пайдалы, өйткені сіз әр арнаның сезімталдық деңгейіне сәйкес келетінін көре аласыз.

Мен кодтың екі данасын енгіздім. Ақаулықтарды жою үшін сериялық деректердің ағыны бар.

ЕСКЕРТПЕ: LiPo Батарея блогын соңғы қадамға дейін қоспаңыз, себебі оны кездейсоқ қысқарту құрылғының қызып кетуіне немесе тіпті өртенуіне әкелуі мүмкін.

2. Негізгі тақтаны тексеріңіз

Негізгі тақтаны кез келген нәрсеге қоспас бұрын, Arduino сериялық кабелін жалғап, кодтың жүктелгенін тексерген жөн.

Бұл сіздің Arduino физикалық түрде дұрыс қосылғанын және IDE мен кітапханалардың жүктелгенін тексереді. Кодты IDE арқылы жүктеңіз, ол еш қатесіз жүктелуі керек және түтіннен компоненттерден шықпауы керек !!

3. Драйвер тақтасын қосыңыз

Драйвер тақтасын негізгі тақтаға қосу үшін схеманы орындаңыз және корпуста элементтердің орналасуын қамтамасыз ету үшін құрылғыны корпуста физикалық түрде орналастырыңыз. Бұл сынақ пен қателіктің жағдайы және табандылықты қажет етеді.

Кодты IDE арқылы жүктеңіз, ол еш қатесіз жүктелуі керек және түтіннен компоненттерден шықпауы керек !!

4. Катушкаларды қосу Батареяларды негізгі тақтаға қосу үшін схемаға сүйеніп, элементтердің сәйкес келуін қамтамасыз ету үшін құрылғыны корпуста физикалық түрде орналастырыңыз. Катушкалардың схемаға сәйкес жүргізуші тақтасы мен негізгі тақтаның кірістеріне сәйкес келетініне мұқият болыңыз.

Сынақ коды жүктелгенде, сериялық порт қабылдау катушкасында импульс енін 5000 - 7000uS аралығында көрсетеді. Мұны IDE Graph Plotter көмегімен де қарауға болады.

Бұл сізге арналардың әрқайсысының ақаулықтарын жоюға мүмкіндік береді, сонымен қатар іздеу катушкасының жанында тиынның қозғалу әсерін көруге мүмкіндік береді, ол мақсатты іздеу катушкасына жақындаған сайын импульс енін азайтады.

Егер сізде осциллограф болса, ақауларды диагностикалау үшін тізбектің әр түрлі кезеңдерінде толқын пішінін тексеруге болады.

Барлық арналар күтілген күйге сәйкес орындалғаннан кейін, сымдар корпус дұрыс жиналып, жабылады.

5. Жарық диодтарын қосыңыз

Үш сымды катушка қоршауының жарық диодтарынан абайлап алыңыз және оларды негізгі тақтаға қосыңыз. Кодты жүктеңіз және жарық диодтардың дұрыс жұмыс істейтінін тексеріңіз. Қаптаманың қақпағын орнына бекіту үшін желімді қолданыңыз.

7 -қадам: қайта зарядталатын батареяны қосу

ЕСКЕРТУ:

1. LiPo аккумуляторлық қондырғысын соңғы қадамға дейін қоспаңыз, себебі жинау кезінде кездейсоқ оны қысқарту құрылғының қызып кетуіне немесе тіпті өртенуіне әкелуі мүмкін.

2. Батарея мен зарядтағышты ұстаған кезде, батарея қосылымдарын қысқартпауға тырысыңыз.

3. LiPo аккумуляторлары басқа зарядталатын батареялардан өзгеше және артық зарядтау қауіпті болуы мүмкін, сондықтан зарядтау тізбегін дұрыс конфигурациялаңыз.

4. Arduino сериялық кабелін қуат түймесі басылған кезде құрылғыға қоспаңыз, әйтпесе батарея зақымдалуы мүмкін.

1. Зарядтағыштың ток шегін өзгертіңіз

Pocket Metal Locator Micro USB телефон зарядтағышының көмегімен зарядталатын LiPo батареясын пайдаланады. TP4056 USB LiPo Batt зарядтағыш тақтасы бірінші кезекте 4.7K резисторымен зарядталған токты 300 мА дейін шектеу үшін өзгертілген. Мұны қалай жасауға болатыны туралы нұсқаулықты мына жерден табуға болады.

Бұл суретте көрсетілгендей, бетіне орнатылған резисторды алып тастауды және резистормен ауыстыруды талап етеді. Орындағаннан кейін резистордың кез келген жоспарланбаған қозғалысын ыстық желім пистолетімен қорғаңыз.

Негізгі тақтаға қосылмас бұрын, ұялы телефон зарядтағышын Micro USB портына қосу арқылы зарядтағыштың дұрыс жұмыс істейтінін тексеріңіз. Дұрыс жұмыс жасағанда қызыл зарядтау шамы жануы керек.

2. Push Button қуат қосқышын орнатыңыз

Басу түймесінің қорап қақпағының ортасынан шығатындай етіп дұрыс орнатылғанына көз жеткізіңіз, содан кейін батырманы орнына дәнекерлеңіз. Түймешік қосқышы мен зарядтағыштың шығысы мен VDC желісінің арасына Arduino схемасына сәйкес сымдарды орнатыңыз.

Дұрыс орнатылған кезде қосқышты басу құрылғыны іске қосады.

Батареяны ыстық желіммен бекітіп, зарядтауға болатындай етіп Micro USB ұясының корпустың қақпағындағы тесікке тураланғанына көз жеткізіңіз.

8 -қадам: Қорытынды тестілеу және пайдалану

1. Физикалық жинақ

Соңғы қадам - корпустың дұрыс жабылуы үшін сымдарды мұқият қайта орналастыру. Негізгі тақтаны қақпаққа бекіту үшін ыстық желімді қолданыңыз, содан кейін қақпақты орнына жабыңыз.

2. Құрылғыны пайдалану

Құрылғы қуат түймесін басып тұрып, калибрлеу арқылы жұмыс істейді. Құрылғы пайдалануға дайын болғанда барлық светодиодтар жыпылықтайды. Іздеу кезінде түймені төмен ұстап тұрыңыз. Жарық диодтары нысанның күшіне байланысты көк-жасыл, қызыл, күлгін болып өзгереді. Светодиодтар күлгін түске боялған кезде, гаптикалық кері байланыс пайда болады.

Сіз практикалық қосымшалар үшін қолдануға дайын емессіз !!