Металлоискатель на Arduino: схема, программа и пошаговая инструкция по сборке

alexxlabРазное
Как собрать металлоискатель на Arduino своими руками. Какие компоненты понадобятся для сборки. Как намотать катушку металлоискателя. Как запрограммировать Arduino для работы металлоискателя. Какие преимущества у самодельного металлоискателя на Arduino перед покупным.

Содержание

Принцип работы металлоискателя на Arduino

Металлоискатель на Arduino работает по принципу детектора частоты биений (BFO — Beat Frequency Oscillator). Его основные компоненты:

  • Поисковая катушка
  • Генератор частоты на основе катушки
  • Микроконтроллер Arduino для измерения частоты и генерации звука
  • Динамик или наушники

Принцип действия следующий:

  1. Генератор вырабатывает высокочастотный сигнал (около 300 кГц), частота которого зависит от индуктивности поисковой катушки
  2. При приближении катушки к металлическому предмету его индуктивность меняется, что приводит к изменению частоты генератора
  3. Arduino измеряет частоту сигнала и сравнивает ее с эталонной
  4. При отклонении частоты Arduino генерирует звуковой сигнал, частота которого пропорциональна величине отклонения

Таким образом, при обнаружении металла появляется характерный звук, высота которого зависит от размера и глубины залегания предмета.


Необходимые компоненты для сборки

Для сборки металлоискателя на Arduino потребуются следующие компоненты:

  • Arduino Nano или Pro Mini
  • Транзистор BC547
  • Резисторы: 1 кОм, 10 кОм, 100 кОм
  • Конденсаторы: 100 нФ, 1 нФ
  • Динамик 8 Ом или наушники
  • Провод для намотки катушки (0.2-0.5 мм)
  • Батарейный отсек на 4 АА батарейки
  • Выключатель
  • Макетная плата
  • Корпус (например, пластиковая коробка)

Общая стоимость компонентов составит около 500-1000 рублей, что значительно дешевле готовых металлоискателей.

Изготовление поисковой катушки

Поисковая катушка — ключевой элемент металлоискателя. Вот пошаговая инструкция по ее изготовлению:

  1. Вырежьте из пластика или фанеры круг диаметром 20-25 см
  2. Намотайте 50-100 витков медного провода диаметром 0.2-0.5 мм
  3. Закрепите витки с помощью изоленты или эпоксидной смолы
  4. Подключите выводы катушки к остальной схеме

Чем больше диаметр катушки и количество витков, тем выше чувствительность металлоискателя. Но при этом увеличивается и энергопотребление.


Схема подключения компонентов

Схема подключения компонентов металлоискателя на Arduino выглядит следующим образом:

  • Катушка подключается к выводам 2 и 3 Arduino через резистор 1 кОм
  • Транзистор BC547 подключается базой к выводу 4 Arduino через резистор 10 кОм
  • Коллектор транзистора — к плюсу питания, эмиттер — к земле
  • Динамик подключается между выводом 5 Arduino и землей через резистор 100 кОм
  • Питание Arduino осуществляется от батарейного блока 6В (4xAA)

Подробная принципиальная схема представлена на рисунке ниже.

Программирование Arduino

Для работы металлоискателя необходимо загрузить в Arduino следующий скетч:


const int coilPin = 2;
const int speakerPin = 5;

unsigned long frequency;
unsigned long baseFrequency;

void setup() {
  pinMode(coilPin, INPUT);
  pinMode(speakerPin, OUTPUT);
  
  // Калибровка базовой частоты
  baseFrequency = getFrequency();
}

void loop() {
  frequency = getFrequency();
  
  int diff = abs(frequency - baseFrequency);
  
  if(diff > 10) {
    tone(speakerPin, diff); 
  }
  else {
    noTone(speakerPin);
  }
  
  delay(10);
}

unsigned long getFrequency() {
  return 500000 / pulseIn(coilPin, HIGH); 
}

Этот код измеряет частоту сигнала с катушки, сравнивает ее с базовой и генерирует звук при обнаружении отклонений.


Сборка и настройка металлоискателя

Пошаговая инструкция по сборке металлоискателя:

  1. Соберите схему на макетной плате согласно схеме
  2. Подключите катушку и динамик
  3. Загрузите скетч в Arduino
  4. Поместите компоненты в корпус
  5. Подключите питание и включите устройство
  6. Проведите калибровку, поднеся катушку к металлическому предмету

Для повышения чувствительности можно экспериментировать с количеством витков катушки и настройками в скетче.

Преимущества самодельного металлоискателя на Arduino

Самодельный металлоискатель на Arduino имеет ряд преимуществ перед готовыми моделями:

  • Низкая стоимость — в 5-10 раз дешевле готовых аналогов
  • Возможность модификации и улучшения
  • Понимание принципов работы устройства
  • Получение опыта в электронике и программировании

При этом по функциональности он не уступает простым бюджетным моделям металлоискателей.

Советы по использованию металлоискателя

Несколько рекомендаций по эффективному использованию самодельного металлоискателя:

  • Двигайте катушку медленно и равномерно над поверхностью земли
  • Держите катушку параллельно поверхности
  • Игнорируйте слабые сигналы — они часто вызваны мелким мусором
  • Для точного определения местоположения водите катушкой крест-накрест
  • Копайте аккуратно, чтобы не повредить находку

С опытом вы научитесь различать сигналы от разных металлов и определять примерный размер предметов.


Возможные улучшения конструкции

Базовую модель металлоискателя на Arduino можно улучшить следующими способами:

  • Добавить LCD дисплей для отображения частоты и других параметров
  • Использовать более мощный динамик или наушники
  • Добавить регулировку чувствительности с помощью потенциометра
  • Реализовать режим дискриминации металлов
  • Использовать Li-ion аккумулятор для увеличения времени работы

Это позволит приблизить функциональность самодельного металлоискателя к профессиональным моделям.


Как сделать самодельный металлоискатель с Arduino и без него

Если вам нравятся DIY и приключения, один из лучших инструментов, которые у вас могут быть, — это домашний металлоискатель. С его помощью вы не только весело проведете время, обыскивая сельскую местность в поисках «спрятанных сокровищ», но и получите удовольствие, собрав это устройство своими руками, выполнив несколько простых шагов. Для этого существует несколько методов, хотя некоторые предлагают использовать старое радио, которое вы не используете, но полученные результаты будут не такими хорошими.

В этой статье предлагается более профессиональный металлоискатель. с большей силой это позволяет обнаруживать более мелкие или более глубокие металлические детали. Это избавит вас от инвестирования значительной суммы денег в металлоискатель, который может сильно различаться по цене. Например, вы можете найти очень дешевые продукты, которые дадут плохие результаты, примерно за 40–4800 евро в некоторых профессиональных продуктах.

Индекс

  • 1 Метод 1: самодельный металлоискатель с использованием радио
    • 1.1 Необходимые материалы
    • 1.2 Пошаговое строительство
  • 2 Метод 2: самодельный металлоискатель с использованием Arduino
    • 2.1 Необходимые материалы
    • 2.2 Пошаговое строительство
      • 2.2.1 Источник
  • 3 Способ 3: купить металлоискатель

Метод 1: самодельный металлоискатель с использованием радио

Это может быть полезно для обнаружения металлов, которые находятся не слишком далеко или даже не слишком далеко. проверьте кабели в стене

перед бурением и хорошенько напугать …

Необходимые материалы

материалы очень дешевые и вы можете найти их дома:

  • Портативный радиоприемник с питанием от аккумулятора, поддерживающим частоты AM. Может быть любое радио дешево, из которых вы можете иметь дома, не используя и не приобретая его. Это не должно быть большим делом …
  • Дешевый портативный калькулятор, необязательно, чтобы он имел какие-то особые характеристики.
  • Скотч, он может быть изоляционным или американским. Просто связать устройства.
  • Длинная палка, например швабра, метла, неиспользованная палка для селфи, шест или, если хотите, регулируемая ручка по длине тех, которые использовались художниками.
  • Другое: если вы предпочитаете отрегулировать его под свои нужды, вы можете оснастить его мягкой ручкой или чем угодно, что вам нужно.

Пошаговое строительство

Когда у вас есть все элементы, конструкция очень простая следуя этим шагам:

  1. Используемый волновой излучатель будет калькулятором. Когда он подключен, он будет излучать волны, которые будут сталкиваться с металлом и заставят радиоприемник звучать по-другому, когда вы найдете какой-то металл. Следовательно, вы должны вставить оба компонента вместе и таким образом, чтобы вы могли легко их включить.
  2. После сборки убедитесь, что радио на полной громкости так что вы можете хорошо слышать колебания. Если он обнаружит какой-либо металл, шум, который он произведет, будет не слишком громким, поэтому лучше всего делать это в тихой обстановке.
  3. Debes убедись что при подключении калькулятора возникают помехи на радио. Поэтому они должны быть очень близко друг к другу и хорошо закреплены скотчем. Попробуйте это, поднеся металлический объект ближе и увидев, как изменяется шум, производимый радио, — это будет тот же эффект, что и при сканировании в поле.
  4. Наконец вы можете добавить длинную палку прикреплен к этим двум устройствам для более удобного поиска, не наклоняясь, хотя, если вы собираетесь использовать его для стен, вы можете предпочесть оставить его без палки …

Метод 2: самодельный металлоискатель с использованием Arduino

Es хороший вариант выйти на природу

и обнаружение металлических жилок золота рядом с реками, или просто поиск вещей, которые кто-то потерял или закопал там …

Su операция проста. Как вы собираетесь соединить конденсатор и индуктор последовательно, и когда металл приближается к индуктору, и изменение магнитной проницаемости сердечника индуктора, вызывая изменение индуктивности и, в свою очередь, изменение колебаний в цепи. Колебания до и после индуктора сдвинуты по фазе на 180 °, как в генераторе Колпитца. Он будет отвечать за создание постоянной частоты, чтобы металлы меняли ее и звучали звуковые сигналы.

La плата arduino он позаботится об обработке сигнала вместо использования второй схемы для компенсации колебаний. Плата Arduino будет хранить фиксированную частоту и постоянно сравнивать входную частоту схемы детектора с сохраненной частотой, чтобы увидеть, есть ли изменения (обнаружен металл).

Необходимые материалы

Пластина должна использоваться Arduino UNO Версия 3 и осциллятор Колпитца плюс:

  • Инструмент для удаления сорняков (типичные триммеры) или вы можете сделать сами кожух разместить схему или распечатать ее на 3D-принтере. Этот элемент идеален, потому что в нем есть:
    • Кнопка огня, которая будет использоваться для активации динамика.
    • Боковая кнопка для установки фиксированной частоты.
    • Отсек для батарейки (3 батарейки АА) с переключателем вкл / выкл.
    • Динамик для воспроизведения тонов.
    • Мотор со светодиодами, которые будут прыгать при обнаружении чего-либо.
    • Круглая головка, где разместить катушку с проволокой для индуктора цепи.
  • Un потенциометр  для изменения тональной чувствительности.
  • Una катушки состоит из 26 витков провода 26 AWG на катушке диаметром 5.5 дюйма.
  • El цепь (объяснено в следующем разделе), при этом исходная цепь триммера должна быть заменена другой на перфорированной пластине или печатной плате.

Пошаговое строительство

Схема 1
Изображение 2 (внутри)
Изображение 3 (катушка)

Для его строительства:

Для получения дополнительной информации о программировании Arduino вы можете скачать нашу бесплатную электронную книгу.

  1. Сначала создайте схему с платой Ардуино и осциллятор Как видно на диаграмме 1.
  2. Запрограммируйте плату Arduino С этим код для Arduino IDE. У вас есть код в хорошо прокомментированном .ino на GitHub.
  3. Заменить оригинальную схему созданного вами сорняка. Он должен выглядеть как на изображении 2.
  4. Закройте инструмент и подключить катушку внизу этого инструмента и подключите его к цепи, как показано на изображении 3.

В качестве последнего пояснения скажем, что если вы настроите его с помощью чувствительность ниже он сможет обнаруживать крупные металлические предметы, такие как банки из-под газировки, сотовые телефоны, рабочие инструменты и т. д., на глубине нескольких сантиметров. Но если вы установите его на высокую чувствительность, он сможет обнаруживать мелкие металлические предметы, такие как кольца, винты или монеты, на той же глубине. При желании можно увеличить площадь магнитного поля индуктора, увеличивая ток, протекающий через него, то есть увеличивая входное напряжение генератора или увеличивая количество витков провода катушки …

Источник

Все схемы

Способ 3: купить металлоискатель

 

Если вы не хотите создавать собственный металлоискатель, вы можете купи один на амазонке или другие специализированные магазины. Вот три из рекомендуемых по трем разным ценам, чтобы адаптировать его ко всем карманам:

  • Дешевый детектор: с Хумиа MD-9020C вы можете искать старые монеты, металлы и все виды закопанных металлов за небольшую плату. Идеально подходит для начинающих любителей, которые хотят чего-то более чем приличного для своих поисков и хорошего качества. Он позволяет регулировать чувствительность и глубину, а также в комплект входят другие аксессуары, такие как лопата, батарейки и регулируемая ручка.
  • Средний детектор: el Гаррет Эйс 250 Это довольно профессиональный металлоискатель по умеренной цене, идеально подходящий для более опытных любителей или профессионального использования. Он может обнаруживать металлы, а также электрическую проводку. С 8-режимной регулировкой для модуляции чувствительности и глубины поиска.
  • Дорогой детектор: Минелаб Эквинокс 600 EQX11 Это один из лучших профессиональных металлоискателей, которые вы можете найти на Amazon. Он компактный, легкий и погружной. Он может обнаруживать мелкие металлы даже на расстоянии 3 метров в глубину.
  • Детектор стены: el Товар не был найден. Он позволяет обнаруживать кабели или металлические трубы в стене или под землей, чтобы избежать копания или бурения в неподходящем для дома месте. Это практично и работает от батареи 9 В. Кроме того, он отобразит ваше приблизительное расстояние на ЖК-экране.

Теперь, независимо от того, решили ли вы создать его самостоятельно или купили, вы можете весело провести время, выйдя на природу, чтобы открыть для себя металлы под землей… Может, найдешь что-нибудь интересное!


«Spirit PI» Безпроводной МД | N.E.C.O

Поддержка проекта (Донаты):

Цель этого проекта – сделать дешевый, но эффективный импульсный металлоискатель. Если вы хотите поддержать проект, вы можете сделать донат здесь! Большое спасибо!

Описание:

«Spirit PI» – это импульсный металлоискатель. Этот металлоискатель основан на микроконтроллере Arduino или ESP32 и смартфоне. Этот МД легче в сборке хоть и содержет больше деталей, чем металлоискатели типа VLF как “Smart Hunter”, потому что нам не нужно регулировать катушки и регулировать баланс катушек. В этом металлоискателе мы используем только одну катушку, которая одновременно является передающей Tx и приемной Rx. Одна  катушка отправляет сигнал, а затем принимает его. Этот тип металлоискателя (импульсный) работает на очень низкой частоте, всего около 60 Гц, что позволяет нам легче обрабатывать сигнал, например, с помощью микроконтроллера Arduino.
Чтобы сделать его беспроводным, я решил использовать модуль Bluetooth hc-05 и таким образом отправлять данные, полученные с катушки, на смартфон. Для обработки данных в смартфоне мы будем использовать мое новое приложение «Spirit PI» Безпроводной металлоискатель.

На данный момент проект находится в режиме разработки. Все уже работает, но мне все еще нужно сделать финальные тесты приложения, прежде чем загружать его в PlayМаркет. Эта страница скоро будет обновлена, и я добавлю всю информацию, чтобы вы могли построить этот беспроводной металлоискатель.
Вы можете подписаться на мой блог и мой канал на YouTube, чтобы получать уведомления, когда я публикую весь проект.

Детали которые нам понадобятся: