אתה יכול למצוא גלאי מתכות בשדות תעופה, בתיאטראות ובמקומות ציבוריים שונים אחרים. הם משמשים למען בטיחותם של אנשים לאיתור כל מי שנושא מתכת (זרועות וכו '). בפרויקט זה אנו מתכננים לעצב מעגל גלאי מתכות פשוט. ישנם כל כך הרבה עיצובים של גלאי מתכות, אך רובם מורכבים בעיצובם, אז הנה אנו מתכננים מעגל גלאי מתכות פשוט באמצעות 555 IC טיימר.
לפני שנמשיך הלאה עלינו להבין את המושג מעגלי משרן ו- RLC. בואו נדבר תחילה על משרנים. משרנים אינם אלא סלילי חוט נחושת אמייל באים בצורות ובגדלים שונים. בהתבסס על פרמטרים שונים מחושב ההשראה של המשרן. בכל אותם פרמטרים אנו בעצם מעוניינים בליבה על המשרן, כיוון שתלוי בליבה, ערך ההשראות משתנה באופן דרסטי.
באיור למטה ניתן לראות את המשרנים בעלי ליבות האוויר, במשרנים אלה לא יהיה ליבה מוצקה. הם בעצם סלילים שנותרו באוויר. מדיום הזרימה של השדה המגנטי שנוצר על ידי המשרן אינו דבר או אוויר. למשרנים אלה יש השראות בעלות ערך נמוך מאוד.
משרנים אלה משמשים כאשר יש צורך בערכים של מעט מיקרו הנרי. עבור ערכים הגדולים ממספר מילי מיליוני אלה אינם מתאימים. באיור למטה ניתן לראות משרנים של ליבת פריט,
כאשר סליל המשרן פצוע על ליבה עשוי להיות פריט או ליבת ברזל, ההשראות של הסליל גדלות מאוד. ערך זה הוא הרבה יותר מאוויר ליבת אחד באותו גודל וצורה.
כעת עבור מעגל RLC כפי שמוצג באיור, התגובה או העכבה בין המסופים "a" ו- "c" תלויים בערכים של L ו- C אם תדר האות המיושם קבוע.
אז אם ערך ההשראות משנה את ערך התגובה או העכבה משתנה. כיצד שני המושגים הללו משמשים יחד למעגל גלאי מתכות, מוסבר בפרק העבודה של פרויקט זה.
רכיבי מעגל גלאי מתכות
- מתח אספקה +9
- 555 IC
- נגד 47KΩ
- קבלים 2.2µF (2 חתיכות)
- רמקול (8Ω)
- 170 סיבובים של סליל בקוטר 10 ס"מ (כל מד יעבוד)
תרשים מעגלי גלאי מתכות ועבודה
האיור מראה את תרשים המעגל של גלאי מתכות. טיימר ה- IC 555 משמש כאן כמחולל גל מרובע והוא מייצר פולסים עם תדרים נשמעים לאדם. אין לשנות את הקבל בין pin2 ל- pin1 מכיוון שיש צורך לייצר תדרים נשמעים.
במעגל ישנו מעגל RLC שנוצר על ידי נגן 47K, קבלים 2.2µF ומשרן 150 סיבובים. מעגל RLC זה הוא החלק לזיהוי מתכות. כעת, כפי שצוין קודם בסעיף הקודם, למשרן ליבה מתכתי יש ערך השראות גבוה על פני ליבת אוויר.
זכור שהסליל הפצוע כאן הוא בעל ליבת אוויר, ולכן כאשר מביאים חתיכת מתכת ליד הסליל, חתיכת המתכת משמשת ליבה למשרן ליבת האוויר. על ידי מתכת זו הפועלת כליבה, השראות הסליל משתנה או גדלה במידה ניכרת. עם עלייה פתאומית זו של השראות הסליל, התגובה הכוללת או העכבה של מעגל RLC משתנה במידה ניכרת בהשוואה ללא חתיכת המתכת.
בהתחלה כשאין חתיכת מתכת, האות המוזן לרמקול גורם לקול נשמע כלשהו. עכשיו עם שינוי התגובה סביב מעגל ה- RLC, האות שנשלח לרמקול כבר לא יהיה זהה לקודם, בגלל זה הצליל שמפיק הרמקול יהיה שונה מזה הראשון.
כך שבכל פעם שמתכת מתקרבת לסליל, העכבה של RLC משתנה והופכת את האות לשינוי וכתוצאה מכך משתנה לצליל שנוצר ברמקול. אתה יכול גם לבדוק את גלאי המתכות המבוסס על Arduino.
טיפים נפוצים:
- יש להסיר אמייל בקצות הסליל לחיבורי הלחמה.
- עם מד שונה יהיו לנו עכבות RLC שונות, לכן צריך להתנסות בהתנגדות במעגל RLC לגילוי מתכות רגשות.
- הרמקול יכול להיות מכל סוג שהוא. אבל עם התנגדות פחות מ 8Ω, הטיימר עשוי להתחמם.
- השתמש במתח אספקה גבוה מ- 5V.