كيف تصنع دائرة للكشف عن المعادن؟

جهاز الكشف عن المعادن هو أداة عادية تُستخدم لفحص الأشخاص أو الأمتعة أو الأكياس في مراكز التسوق والمساكن وممرات الأفلام وما إلى ذلك لضمان عدم نقل أي معادن أو أشياء غير مشروعة مثل الأسلحة والقنابل وما إلى ذلك. تحدد أجهزة الكشف عن المعادن قرب المعادن. يمكن رؤية العديد من أنواع أجهزة الكشف عن المعادن في السوق. وتشمل هذه أجهزة الكشف عن المعادن المحمولة ، وأجهزة الكشف عن المعادن ، وأجهزة الكشف عن المعادن للبحث الأرضي ، إلخ.

دائرة الكشف عن المعادن

يمكن عمل دائرة بسيطة للكشف عن المعادن في المنزل على نطاق صغير. في هذا المشروع ، سنصنع دائرة بسيطة للكشف عن المعادن باستخدام مستشعر القرب. جميع المكونات المستخدمة بسيطة للغاية ومتاحة بسهولة في السوق.

كيفية تصميم دائرة للكشف عن المعادن باستخدام TDA0161؟

الآن بما أننا نعرف ما الذي سنفعله في هذا المشروع ، فلنبدأ في جمع المزيد من المعلومات من خلال عمل قائمة كاملة بالمكونات والقيام بدراسة موجزة في المقام الأول.

الخطوة 1: تجميع المكونات

أفضل طريقة لبدء أي مشروع هي إعداد قائمة بالمكونات وإجراء دراسة موجزة لهذه المكونات لأن لا أحد يرغب في البقاء في منتصف المشروع لمجرد وجود مكون مفقود. فيما يلي قائمة بالمكونات التي سنستخدمها في هذا المشروع:

• كاشف القرب TDA0161 IC
• 1 كيلو أوم المقاوم
• 330 المقاوم
• 100 المقاوم
• 5 KΩ مقياس الجهد
• 2N2222 الترانزستور NPN
• صفارة
• الأسلاك النحاسية للملف
• يؤدى
• فيروبورد
• البطارية
• جهاز رقمي متعدد

الخطوة الثانية: دراسة المكونات

نظرًا لأننا نعرف الآن المفهوم الرئيسي وراء هذا المشروع ولدينا أيضًا قائمة كاملة من المكونات ، فليتقدم خطوة للأمام ونراجع دراسة موجزة لبعض المكونات الرئيسية التي سيتم استخدامها في صنع الدائرة.

كاشف القرب TDA0161 IC هو جهاز كشف القرب Ic. يتم تصنيعها بواسطة STMicroelectronics. يتم استخدامه للكشف عن الأجسام المعدنية. يقوم بهذه المهمة من خلال الكشف عن التغيرات الطفيفة في خسائر التيارات الدوامة عالية التردد. بمساعدة دائرة مضبوطة إلى الأبد ، فإن TDA0161 IC يعمل كمذبذب. يتم تحديد إشارة الخرج من خلال التغيير في تيار العرض. هذا يعني أن التيار سيكون مرتفعًا عندما يكون المعدن المعترض بالقرب من الملف ويكون التيار منخفضًا إذا لم يكن هناك جسم معدني بالقرب من الملف. يتكون TDA0161 IC من 8 دبابيس. يأتي هذا IC في عبوات مزدوجة مضمنة.

TDA0161

2N2222 الترانزستور: إنه أكثر ترانزستور الوصلات ثنائي القطب NPN شهرة. يستخدم هذا الترانزستور في الغالب لأغراض التحويل والتضخيم. السبب الرئيسي وراء شهرتها هو أنها منخفضة التكلفة وصغيرة الحجم وقدرتها على التعامل مع قيمة عالية للتيار مقارنة بالترانزستورات الصغيرة المماثلة. عادة يمكن لهذا الترانزستور التعامل مع تصنيف تيار مرتفع يصل إلى 800mA. يتكون هذا الترانزستور من مادة السيليكون أو الجرمانيوم. في عملية التضخيم ، يتم تطبيق إشارة الإدخال التناظرية على جامعها ويتم إرسال إشارة تضخيم الإخراج إلى القاعدة. يمكن أن تكون هذه الإشارة التناظرية إشارة صوتية.

2N2222

فيروبورد يعد اختيارًا جيدًا لعمل دائرة لأن الصداع الوحيد هو وضع المكونات على لوحة Vero ولحامها والتحقق من الاستمرارية باستخدام Digital Multi Meter. بمجرد معرفة تخطيط الدائرة ، قم بقص اللوحة إلى حجم معقول. لهذا الغرض ، ضع اللوح على حصيرة التقطيع وباستخدام شفرة حادة (بشكل آمن) وباتخاذ جميع احتياطات السلامة ، قم أكثر من مرة بتسجيل الحمولة لأعلى وقاعدة على طول الحافة المستقيمة (5 أو عدة مرات) ، الفتحات. بعد القيام بذلك ، ضع المكونات على اللوحة بشكل وثيق لتشكيل دائرة مدمجة ولحام المسامير وفقًا لتوصيلات الدائرة. في حالة حدوث أي خطأ ، حاول فك التوصيلات ولحامها مرة أخرى. أخيرًا ، تحقق من الاستمرارية. اتبع الخطوات التالية لعمل دائرة جيدة على Veroboard.

فيروبورد

ال صفارة هو نوع من مجمعات الصوت الإلكترونية بهيكل منسق. يتم استخدامه بشكل عام كأداة صوتية في العناصر الإلكترونية مثل أجهزة الكمبيوتر والطابعات وآلات النسخ المتماثل والتجميع الميكانيكي للتنبيه والألعاب الإلكترونية والأدوات الإلكترونية الآلية والهواتف وما إلى ذلك. في هذا المشروع ، سنستخدم الجرس لإصدار صوت إنذار عندما يتم اختيار الدبوس من الدائرة الرئيسية.

صفارة

الخطوة 3: مخطط الكتلة

مخطط كتلة

الفنون الرئيسية الثلاثة لدائرة جهاز الكشف عن المعادن هي حلبة LC و مستشعر القرب ، انتاج الجرس والصمام. تتكون دائرة LC من خلال توصيل مكثف وملف من الأسلاك النحاسية بتكوين متوازي.

عندما يكتشف الملف المعدن بالقرب من سطحه ، فإنه سيطلق مستشعر القرب الذي سيرسل بعد ذلك الإشارة إلى دائرة الخرج وسيشغل مؤشر LED ويصدر صوت الجرس. لذلك في الأساس في دائرة LC ، عندما تقترب مادة من نفس التردد من الملف النحاسي ، فإنها تبدأ بالصدى. سيبدأ هذا في شحن المكثف. سيتم شحن المكثف والمحث بالتناوب في دائرة LC. عندما يتم شحن المكثف بالكامل ، سيتم نقل الشحنة إلى المحرِّض وعندما تقترب الشحنة عبر المكثف من الصفر تقريبًا ، ستسحب الشحنة من المحرِّض. هذه العملية تكرر نفسها مرارا وتكرارا.

إلى مستشعر القرب هو جهاز استشعار يستخدم لاكتشاف n كائن دون أي اتصال جسدي. مبدأ عمل مستشعر الأشعة تحت الحمراء ومستشعر القرب هو نفسه. كما أنه يرسل إشارة ولا يظهر أي شيء على الخرج حتى يحدث أي تغيير في الإشارة المنعكسة. هناك العديد من أنواع مستشعرات القرب المتوفرة في السوق ، ونحن نستخدم المستشعر الذي سيرسل إشارة خرج عندما يكتشف موضوعًا معدنيًا.

الخطوة 4: عمل الدائرة

نظرًا لأن لدينا الآن جميع المعلومات اللازمة حول المكونات المستخدمة وعمل الدائرة ، فلننتقل خطوة إلى الأمام ونبدأ في فهم العمل الرئيسي لدائرة جهاز الكشف عن المعادن.

الجزء الرئيسي للكشف عن المعادن في الدائرة هو التكوين المتوازي للمكثف وملف الحث. تساعد دائرة LC مستشعر القرب على التأرجح بتردد معين. عندما يكون أي جسم معدني d أي تردد صدى بالقرب من ملف الحث ، بسبب قانون الحث الكهرومغناطيسي ، سيتم تحريض تيار مستحث في الملف عن طريق الحث المتبادل. سيؤدي ذلك إلى تغيير الإشارة المتدفقة عبر الملف إلى مستشعر القرب.

مقياس الجهد هو مقاوم متغير يمكن تغيير قيمته. يتم استخدامه في هذه الدائرة لتغيير قيمة دائرة LC. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يجب فحص قيمة مستشعر القرب عندما لا يكون هناك جسم معدني بالقرب من الملف. إذا كان الملف يحتوي على جسم معدني بالقرب منه ، فسيتم تغيير قيمة مستشعر القرب لأن دائرة LC ستحتوي على إشارة مختلفة.

الآن يتم إرسال الإشارة المتغيرة في الملف إلى مستشعر القرب. سيفحص هذا المستشعر هذه الإشارة ويتفاعل وفقًا لذلك. إذا كانت الإشارة تبلغ حوالي 1 مللي أمبير ، فهذا يعني أنه لا يوجد جسم معدني بالقرب من الملف. إذا كان التيار أكبر من 8 مللي أمبير تقريبًا ، فهذا يشير إلى وجود جسم معدني بالقرب من الملف.

لذلك ، عندما يكون دبوس خرج مستشعر القرب مرتفعًا ، فسيتم توفير جهد موجب للترانزستور وسيقوم بإرسال إشارة لتشغيل مؤشر LED والجرس.

الخطوة 5: تجميع المكونات

الآن بما أننا نعرف العمل الرئيسي وكذلك الدائرة الكاملة لمشروعنا ، فلنتقدم ونبدأ في صنع الأجهزة الخاصة بمشروعنا. يجب مراعاة شيء واحد وهو أن الدائرة يجب أن تكون مضغوطة ويجب وضع المكونات في مكان قريب جدًا.

1. خذ Veroboard وافرك جانبه بطلاء النحاس بورق مكشطة.
2. الآن ضع المكونات بعناية وقريبة بدرجة كافية بحيث لا يصبح حجم الدائرة كبيرًا جدًا
3. قم بإجراء التوصيلات بعناية باستخدام حديد اللحام. في حالة حدوث أي خطأ أثناء إجراء الاتصالات ، حاول إلغاء الاتصال ولحام الاتصال مرة أخرى بشكل صحيح ، ولكن في النهاية ، يجب أن يكون الاتصال محكمًا.
4. بمجرد إجراء جميع التوصيلات ، قم بإجراء اختبار الاستمرارية. في الإلكترونيات ، اختبار الاستمرارية هو فحص الدائرة الكهربائية للتحقق مما إذا كان تدفق التيار في المسار المطلوب (أنه بالتأكيد دائرة كاملة). يتم إجراء اختبار الاستمرارية عن طريق ضبط جهد بسيط (سلكي بترتيب مع LED أو جزء يخلق اضطرابًا ، على سبيل المثال ، مكبر صوت كهرضغطية) على الطريقة المختارة.
5. إذا نجح اختبار الاستمرارية ، فهذا يعني أن الدائرة مصنوعة بشكل كافٍ حسب الرغبة. إنه الآن جاهز للاختبار.

ستبدو الدائرة مثل الصورة أدناه:

مخطط الرسم البياني

مزايا

نظرًا لأن كل مشروع له مزايا وعيوب ، فإن بعض مزايا وعيوب دائرة الكشف عن المعادن مذكورة أدناه.

1. إن دائرة الكشف عن المعادن القائمة على جهاز كشف القرب IC TDA0161 هي مشروع بسيط للغاية وصغير الحجم يمكن إجراؤه بسهولة في المنزل. لذلك يمكن استخدامه في المنازل والمكاتب وأماكن العمل وما إلى ذلك للعثور على الأشياء المعدنية الصغيرة ، على سبيل المثال ، المسامير الحديدية أو الفضة أو المجوهرات الذهبية ، إلخ
2. نظرًا لأن مستشعر التقارب يعمل بشكل صحيح ، فلا داعي لاستخدام أي نوع من وحدات التحكم الدقيقة.

سلبيات

نظرًا لأن هذه دائرة صغيرة للكشف عن المعادن محلية الصنع ، فإن العيب الرئيسي في دائرته هو مشكلة نطاق الكشف. بالنسبة لهذه الدائرة ، يجب أن تكون مسافة الجسم المعدني 10 مم على الأقل من ملف دائرة جهاز الكشف عن المعادن.

التطبيقات

هناك عدة تطبيقات لجهاز الكشف عن المعادن. وفيما يلي بعض من هذه.

1. تستخدم أجهزة الكشف عن المعادن في مدخل مكان يكون فيه الأمن ضروريًا. سيتم استخدام هذا للكشف عن أي سلاح ضار.
2. تستخدم أجهزة الكشف عن المعادن للكشف عن الفضة والحديد والذهب وما إلى ذلك.
3. نظرًا لأن هذا المشروع مصمم على نطاق صغير ، فيمكن استخدامه في المنازل للكشف عن الأجسام المعدنية الصغيرة مثل المسامير الحديدية ، إلخ.