Arduino मेटल डिटेक्टर

मेटल डिटेक्टर एक सुरक्षा उपकरण है जिसका उपयोग धातुओं का पता लगाने के लिए किया जाता है, जो हवाई अड्डों, शॉपिंग मॉल, सिनेमा आदि जैसे विभिन्न स्थानों पर हानिकारक हो सकता है। पहले हमने बिना माइक्रोकंट्रोलर के बहुत ही सरल मेटल डिटेक्टर बनाया है, अब हम मेटल डिटेक्टर का निर्माण कर रहे हैं। Arduino का उपयोग करना । इस परियोजना में, हम एक कुंडल और कैपेसिटर का उपयोग करने जा रहे हैं जो धातुओं के पता लगाने के लिए जिम्मेदार होगा। यहाँ हमने इस मेटल डिटेक्टर प्रोजेक्ट को बनाने के लिए एक Arduino Nano का उपयोग किया है । यह सभी इलेक्ट्रॉनिक्स प्रेमियों के लिए बहुत दिलचस्प परियोजना है। जहां भी यह डिटेक्टर इसके पास किसी भी धातु का पता लगाता है, बजर बहुत तेजी से बीप करने लगता है।

आवश्यक घटक:

निम्नलिखित घटक हैं जिन्हें आपको Arduino का उपयोग करके एक साधारण DIY मेटल डिटेक्टर बनाने की आवश्यकता होगी । ये सभी घटक आपके स्थानीय हार्डवेयर शॉप में आसानी से उपलब्ध होने चाहिए।

1. Arduino (कोई भी)
2. तार
3. 10nF संधारित्र
4. बजर
5. 1k रोकनेवाला
6. 330-ओम अवरोधक
7. एलईडी
8. 1N4148 डायोड
9. ब्रेडबोर्ड या पीसीबी
10. जम्पर तार को जोड़ना
11. 9v बैटरी

मेटल डिटेक्टर कैसे काम करता है?

जब भी कुंडली से कुछ करंट गुजरता है, तो वह अपने चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। और चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन एक विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। अब फैराडे के नियम के अनुसार, इस विद्युत क्षेत्र के कारण, कुंडली में एक वोल्टेज विकसित होता है जो चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन का विरोध करता है और इस तरह से कि कॉइल इंडक्शन को विकसित करता है, इसका मतलब है कि उत्पन्न वोल्टेज वर्तमान में वृद्धि का विरोध करता है। Inductance की इकाई हेनरी है और Inductance को मापने का सूत्र है:

एल = (μ _ο * एन ² * ए) / एल कहाँ, एल उपपादन में हेनरी μο- पारगम्यता, अपने 4π * 10 ^-7 एयर N- घुमावों की संख्या A- इनर कोर क्षेत्र (πr ²) मीटर में ² एल - मीटर में कॉइल की लंबाई

जब कोई भी धातु कॉइल के पास आती है तो कॉइल अपना इंडक्शन बदल देता है। इंडक्शन में यह बदलाव धातु के प्रकार पर निर्भर करता है। यह गैर-चुंबकीय धातु के लिए घटता है और लौह जैसे लौह-चुंबकीय पदार्थों के लिए बढ़ता है।

कुंडल के मूल के आधार पर, प्रेरण मूल्य में काफी बदलाव होता है। नीचे दिए गए आंकड़े में आप एयर-कोरड इंडक्टर्स देख सकते हैं, इन इंडक्टर्स में, कोई ठोस कोर नहीं होगा । वे मूल रूप से हवा में बचे कॉइल हैं। प्रारंभ करनेवाला द्वारा उत्पन्न चुंबकीय क्षेत्र के प्रवाह का माध्यम कुछ भी नहीं या वायु है। इन इंडक्टर्स में बहुत कम मूल्य के इंडक्शन होते हैं।

जब कुछ माइक्रोहनेरी के मूल्यों की आवश्यकता होती है तो इन इंडक्टर्स का उपयोग किया जाता है। कुछ मिली से अधिक मूल्यों के लिए, ये उपयुक्त नहीं हैं। नीचे दिए गए आंकड़े में आप फेराइट कोर के साथ एक प्रारंभ करनेवाला देख सकते हैं । इन फेराइट कोर प्रारंभ करनेवाला का बहुत बड़ा प्रेरण मूल्य है।

याद रखें कि कॉइल घाव यहां एक वायु-वाहिका है, इसलिए जब एक धातु का टुकड़ा कुंडल के पास लाया जाता है, तो धातु का टुकड़ा हवा के छेद वाले प्रारंभ करनेवाला के लिए एक कोर के रूप में कार्य करता है। इस धातु को एक कोर के रूप में काम करने से, कुंडल की प्रेरण बदल जाती है या काफी बढ़ जाती है। कॉइल की प्रेरण में अचानक वृद्धि के साथ धातु के टुकड़े की तुलना में एलसी सर्किट में समग्र प्रतिक्रिया या प्रतिबाधा काफी मात्रा में बदल जाती है।

तो यहाँ इस Arduino मेटल डिटेक्टर प्रोजेक्ट में, हमें धातुओं का पता लगाने के लिए कॉइल का इंडक्शन ढूंढना होगा। तो ऐसा करने के लिए हमने LR सर्किट (Resistor-Inductor Circuit) का उपयोग किया है जिसका हमने पहले ही उल्लेख किया है। यहाँ इस सर्किट में, हमने एक कुंडल का उपयोग किया है जिसमें लगभग 20 मोड़ हैं या 10cm व्यास के साथ घुमावदार है। हमने एक खाली टेप रोल का उपयोग किया है और कॉइल बनाने के लिए इसके चारों ओर तार को हवा दें ।

सर्किट आरेख:

हमने इस मेटल डिटेक्टर प्रोजेक्ट को नियंत्रित करने के लिए एक Arduino नैनो का उपयोग किया है । एक एलईडी और बजर का उपयोग मेटल डिटेक्शन इंडिकेटर के रूप में किया जाता है। धातुओं का पता लगाने के लिए एक कुंडल और संधारित्र का उपयोग किया जाता है। वोल्टेज को कम करने के लिए एक सिग्नल डायोड का भी उपयोग किया जाता है। और Arduino पिन के लिए वर्तमान को सीमित करने के लिए एक अवरोधक।

कार्य स्पष्टीकरण:

इस Arduino मेटल डिटेक्टर का काम थोड़ा मुश्किल है। यहां हम Arduino द्वारा निर्मित ब्लॉक तरंग या पल्स, LR हाई पास फिल्टर को प्रदान करते हैं। इसके कारण, हर संक्रमण में कॉइल द्वारा शॉर्ट स्पाइक्स उत्पन्न किए जाएंगे। उत्पन्न स्पाइक्स की पल्स लंबाई कुंडल के अधिष्ठापन के लिए आनुपातिक है। तो इन स्पाइक दालों की मदद से, हम कोइल की प्रेरण को माप सकते हैं। लेकिन यहाँ उन स्पाइक्स के साथ इंडक्शन को ठीक से मापना मुश्किल है क्योंकि वे स्पाइक्स बहुत कम अवधि (लगभग 0.5 माइक्रोसेकंड) के होते हैं और जिन्हें Arduino द्वारा मापना बहुत मुश्किल है।

इसलिए इसके बजाय, हमने एक संधारित्र का उपयोग किया जो कि बढ़ती नाड़ी या स्पाइक द्वारा चार्ज किया जाता है। और इसके लिए संधारित्र को चार्ज करने के लिए कुछ दालों की आवश्यकता होती है जहां इसके वोल्टेज को Arduino analog pin A5 द्वारा पढ़ा जा सकता है। तब Arduino ने ADC का उपयोग करके इस संधारित्र के वोल्टेज को पढ़ा। वोल्टेज पढ़ने के बाद, कैपेसिटर जल्दी से कैपपिन पिन को आउटपुट के रूप में डिस्चार्ज करता है और इसे कम पर सेट करता है। इस पूरी प्रक्रिया को पूरा करने में लगभग 200 माइक्रोसेकंड लगते हैं। बेहतर परिणाम के लिए, हम माप दोहराते हैं और परिणामों का औसत लेते हैं। इस तरह से हम कोइल के अनुमानित इंडक्शन को माप सकते हैं । परिणाम प्राप्त करने के बाद हम धातु की उपस्थिति का पता लगाने के लिए परिणामों को एलईडी और बजर में स्थानांतरित करते हैं। काम को समझने के लिए इस अनुच्छेद के अंत में दिए गए पूर्ण कोड की जांच करें ।

इस आर्टिकल के अंत में पूरा Arduino कोड दिया गया है। इस परियोजना के प्रोग्रामिंग हिस्से में, हमने दो Arduino पिन का उपयोग किया है, एक कोइल में खिलाए जाने वाले ब्लॉक तरंगों को उत्पन्न करने के लिए और दूसरी एनालॉग पिन को संधारित्र वोल्टेज को पढ़ने के लिए। इन दो पिनों के अलावा, हमने एलईडी और बजर को जोड़ने के लिए दो और Arduino पिन का उपयोग किया है।

आप नीचे Arduino मेटल डिटेक्टर का पूरा कोड और प्रदर्शन वीडियो देख सकते हैं। आप देख सकते हैं कि जब भी यह किसी धातु का पता लगाता है तो एलईडी और बजर बहुत तेजी से झपकने लगते हैं।