Um detector de metais é um dispositivo comum que é utilizado para despachar pessoas, bagagens ou sacos em shopping centers, alojamentos, corredores de filmes e assim por diante para garantir que o indivíduo não esteja transportando metais ou coisas ilícitas como armas, bombas e assim por diante. Os detectores de metal identificam a proximidade dos metais. Muitos tipos de detectores de metal podem ser encontrados no mercado. Isso inclui detectores de metal portáteis, detectores de metal de passagem, detectores de metal de busca no solo, etc.
Circuito Detector de Metal
Um circuito detector de metais simples pode ser feito em casa em pequena escala. Neste projeto, vamos fazer um circuito detector de metais simples usando um sensor de proximidade. Todos os componentes utilizados são muito simples e facilmente disponíveis no mercado.
Como projetar um circuito detector de metais usando o TDA0161?
Agora que sabemos o que faremos neste projeto, vamos começar a coletar mais informações fazendo uma lista completa de componentes e passando por um breve estudo em primeiro lugar.
Etapa 1: Coletando os componentes
A melhor abordagem para iniciar qualquer projeto é fazer uma lista de componentes e passar por um breve estudo desses componentes, porque ninguém vai querer ficar no meio de um projeto apenas por causa de um componente ausente. Uma lista de componentes que vamos usar neste projeto é fornecida abaixo:
- IC Detector de Proximidade TDA0161
- Resistor de 1k-ohm
- Resistor 330 Ω
- 100 Ω resistor
- Potenciômetro de 5 KΩ
- 2N2222 Transistor NPN
- Campainha
- Fio de cobre para bobina
- CONDUZIU
- Veroboard
- Bateria
- Multímetro digital
Etapa 2: estudar os componentes
Como agora conhecemos o conceito principal por trás deste projeto e também temos uma lista completa de componentes, vamos dar um passo à frente e fazer um breve estudo de alguns componentes principais que serão usados na construção do circuito.
IC Detector de Proximidade TDA0161 é um Detector de proximidade Ic. É fabricado pela STMicroelectronics. É usado para detectar objetos de metal. Ele executa essa tarefa detectando pequenas mudanças nas perdas por correntes parasitas de alta frequência. Com a ajuda de um circuito eternamente sintonizado, o TDA0161 IC funciona como um oscilador. O sinal de saída é determinado pela mudança na corrente de alimentação. Isso significa que a corrente será alta quando um objeto de metal estiver perto da bobina e a corrente será baixa se não houver nenhum objeto de metal perto da bobina. O IC TDA0161 consiste em 8 pinos. Este IC vem em pacotes dual-inline.
TDA0161
Transistor 2N2222: É o mais conhecido transistor de junção bipolar NPN. Este transistor é usado principalmente para fins de comutação e amplificação. A principal razão de sua fama é que ele tem baixo custo, tamanho pequeno e sua capacidade de lidar com um alto valor de corrente em comparação com transistores pequenos semelhantes. Normalmente, este transistor pode lidar com uma alta classificação de corrente de até 800mA. Este transistor é feito de material de silício ou germânio. No processo de amplificação, o sinal analógico de entrada é aplicado ao seu coletor e o sinal amplificado de saída é enviado para a base. este sinal analógico pode ser um sinal de voz.
2N2222
Veroboard é uma boa escolha para fazer um circuito porque a única dor de cabeça é colocar componentes na placa Vero e apenas soldá-los e verificar a continuidade usando o multímetro digital. Assim que o layout do circuito for conhecido, corte a placa em um tamanho razoável. Para isso, coloque a tábua na esteira de corte e, utilizando uma lâmina afiada (de forma segura) e tomando todas as precauções de segurança, mais de uma vez, corte a carga no topo e na base ao longo da borda reta (5 ou várias vezes), passando por cima as aberturas. Depois de fazer isso, coloque os componentes na placa próximos para formar um circuito compacto e solde os pinos de acordo com as conexões do circuito. Em caso de erro, tente dessoldar as conexões e soldá-las novamente. Finalmente, verifique a continuidade. Siga as etapas a seguir para fazer um bom circuito em um Veroboard.
Veroboard
o campainha é uma espécie de coletor de som eletrônico com uma estrutura coordenada. Geralmente é utilizado como dispositivo de voz em itens eletrônicos como PCs, impressoras, máquinas replicadoras, montagem mecânica de alerta, brinquedos eletrônicos, aparelhos eletrônicos automotivos, telefones, etc. Neste projeto, vamos utilizar uma campainha para soar um alarme quando o pino é retirado do circuito principal.
Campainha
Etapa 3: Diagrama de blocos
Diagrama de bloco
As três artes principais do circuito detector de metais são Circuito LC , Sensor de proximidade , resultado Campainha e LED. O circuito LC é feito conectando um capacitor e uma bobina de fio de cobre em uma configuração paralela.
Quando a bobina detectar o metal próximo à sua superfície, ela acionará o sensor de proximidade que enviará o sinal para o circuito de saída e acenderá o LED e soará a campainha. Então, basicamente no Circuito LC , quando um material de mesma frequência chegar perto da bobina de cobre, ele começará a ressoar. Isso começará a carregar o capacitor. O capacitor e o indutor serão carregados alternativamente no circuito LC. Quando o capacitor estiver totalmente carregado, a carga será transferida para o indutor e quando a carga através do capacitor se aproximar de zero, ele extrairá carga do indutor. Este processo se repete continuamente.
PARA Sensor de proximidade é um sensor usado para detectar n objetos sem nenhum contato físico. O princípio de funcionamento de um sensor IR e um sensor de proximidade são os mesmos. Ele também emite um sinal e não mostra nada na saída até que haja alguma mudança no sinal refletido. Existem tantos tipos de sensores de proximidade disponíveis no mercado, estamos usando aquele que enviará um sinal de saída ao detectar um objeto metálico.
Etapa 4: Funcionamento do circuito
Como agora temos todas as informações necessárias sobre os componentes usados e o funcionamento do circuito, vamos dar um passo à frente e começar a entender o funcionamento principal do circuito detector de metais.
A parte principal do detector de metais do circuito é a configuração paralela do capacitor e da bobina do indutor. Este circuito LC ajuda o sensor de proximidade a oscilar em uma determinada frequência. Quando qualquer objeto metálico d qualquer frequência ressonante aproximada da bobina indutora, devido à lei da indução eletromagnética, uma corrente induzida será induzida na bobina por indução mútua. Isso irá alterar o sinal que flui através da bobina para o sensor de proximidade.
Um potenciômetro é um resistor variável cujo valor pode ser alterado. É usado neste circuito para alterar o valor do circuito LC. Deve-se ter em mente que o valor do sensor de proximidade deve ser verificado quando nenhum objeto metálico estiver próximo à bobina. Se a bobina tiver um objeto metálico próximo a ela, o valor do sensor de proximidade será alterado porque o circuito LC terá um sinal diferente nele.
Agora, o sinal alterado na bobina é enviado para o sensor de proximidade. este sensor examinará este sinal e reagirá de acordo. Se o sinal estiver em torno de 1mA, significa que não há nenhum objeto metálico próximo à bobina. Se a corrente for quase superior a 8mA, indica que há um objeto metálico próximo à bobina.
Assim, quando o pino de saída do sensor de proximidade estiver alto, uma tensão positiva será fornecida ao transistor e ele enviará um sinal para ligar o LED e o buzzer.
Etapa 5: montagem dos componentes
Agora como sabemos o principal funcionamento e também o circuito completo do nosso projeto, vamos seguir em frente e começar a fazer o hardware do nosso projeto. Uma coisa deve ser mantida em mente que o circuito deve ser compacto e os componentes devem ser colocados tão próximos.
- Pegue um Veroboard e esfregue sua lateral com o revestimento de cobre com um raspador.
- Agora coloque os componentes com cuidado e perto o suficiente para que o tamanho do circuito não se torne muito grande
- Faça as conexões com cuidado usando o ferro de solda. Se houver algum erro ao fazer as conexões, tente dessoldar a conexão e soldá-la novamente de maneira adequada, mas, no final, a conexão deve ser apertada.
- Depois de feitas todas as conexões, faça um teste de continuidade. Na eletrônica, o teste de continuidade é a verificação de um circuito elétrico para verificar se a corrente flui no caminho desejado (que é com certeza um circuito total). Um teste de continuidade é realizado ajustando-se uma pequena voltagem (ligada em conjunto com um LED ou peça que cria comoção, por exemplo, um alto-falante piezoelétrico) sobre o caminho escolhido.
- Se o teste de continuidade for bem-sucedido, significa que o circuito está feito adequadamente conforme desejado. Agora está pronto para ser testado.
O circuito será semelhante à imagem abaixo:
Diagrama de circuito
Vantagens
Como cada projeto tem seus prós e contras, algumas das vantagens e desvantagens desse circuito detector de metais estão listadas abaixo.
- O Detector de Proximidade IC com base em TDA0161 Circuito Detector de Metal é um projeto muito simples e em pequena escala que pode ser feito facilmente em casa. Portanto, pode ser usado em residências, escritórios, locais de trabalho, etc, para encontrar pequenos objetos de metal, por exemplo, pregos de ferro, joias de prata ou ouro, etc.
- Como este sensor de proximidade está funcionando corretamente, não há necessidade de usar nenhum tipo de microcontrolador.
Desvantagens
Por se tratar de um circuito detector de metais artesanal de pequena escala, a principal desvantagem de seu circuito é o problema com seu alcance de detecção. Para este circuito, a distância de um objeto de metal deve ser de pelo menos 10 mm da bobina do circuito detector de metal.
Formulários
Existem várias aplicações de um detector de metais. Alguns deles estão listados abaixo.
- Os detectores de metal são usados na entrada de um local onde a segurança é necessária. Isso será usado para detectar qualquer arma prejudicial.
- Detectores de metal são usados para detectar prata, ferro, ouro, etc.
- Como este projeto é feito em pequena escala, ele pode ser usado em residências para detectar pequenos objetos de metal como pregos de ferro, etc.
