Metal Detector adalah alat keamanan yang digunakan untuk mendeteksi logam yang dapat berbahaya, di berbagai tempat seperti Bandara, mall, bioskop, dll. Sebelumnya kami telah membuat Metal Detector yang sangat sederhana tanpa mikrokontroler, sekarang kami sedang membangun Metal Detector. menggunakan Arduino. Dalam proyek ini, kami akan menggunakan koil dan kapasitor yang akan bertanggung jawab untuk mendeteksi logam. Di sini kami telah menggunakan Arduino Nano untuk membangun proyek detektor logam ini. Ini adalah proyek yang sangat menarik untuk semua pecinta elektronik. Kapan pun detektor ini mendeteksi logam apa pun di dekatnya, bel mulai berbunyi sangat cepat.
Komponen yang Diperlukan:
Berikut ini adalah komponen yang Anda perlukan untuk membuat detektor logam DIY sederhana menggunakan Arduino. Semua komponen ini seharusnya tersedia dengan mudah di toko perangkat keras lokal Anda.
- Arduino (apa saja)
- Gulungan
- Kapasitor 10nF
- Bel
- Resistor 1k
- Resistor 330-ohm
- LED
- 1N4148 dioda
- Breadboard atau PCB
- Menghubungkan kabel jumper
- Baterai 9v
Bagaimana cara kerja detektor logam?
Setiap kali arus melewati kumparan, ia menghasilkan medan magnet di sekitarnya. Dan perubahan medan magnet menghasilkan medan listrik. Nah menurut hukum Faraday, karena medan listrik inilah maka tegangan berkembang melintasi kumparan yang melawan perubahan medan magnet dan begitulah cara Coil mengembangkan Induktansi, artinya tegangan yang dibangkitkan melawan kenaikan arus. Satuan Induktansi adalah Henry dan rumus untuk mengukur Induktansi adalah:
L = (μ ο * N 2 * A) / l Dimana, L- Induktansi di Henries μο- Permeabilitas, 4π * 10 -7 untuk Udara N- Jumlah lilitan A- Luas Inti Dalam (πr 2) dalam m 2 l - Panjang Coil dalam meter
Ketika ada logam yang mendekati kumparan maka kumparan mengubah induktansinya. Perubahan induktansi ini tergantung pada jenis logamnya. Ini menurun untuk logam non-magnetik dan meningkat untuk bahan feromagnetik seperti besi.
Bergantung pada inti kumparan, nilai induktansi berubah secara drastis. Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat induktor ber- core, di induktor ini, tidak akan ada inti padat. Mereka pada dasarnya adalah kumparan yang tertinggal di udara. Media aliran medan magnet yang dihasilkan oleh induktor adalah tidak ada atau udara. Induktor ini memiliki induktansi dengan nilai yang sangat kecil.
Induktor ini digunakan ketika kebutuhan akan nilai mikroHenry sedikit. Untuk nilai yang lebih besar dari beberapa milliHenry ini bukanlah nilai yang sesuai. Pada gambar di bawah ini Anda dapat melihat induktor dengan inti ferit. Induktor Inti Ferit ini memiliki nilai induktansi yang sangat besar.
Ingat lilitan kumparan di sini adalah yang ber-core, jadi ketika potongan logam dibawa ke dekat kumparan, potongan logam tersebut bertindak sebagai inti untuk induktor ber-inti udara. Dengan logam ini yang bertindak sebagai inti, induktansi kumparan berubah atau meningkat pesat. Dengan peningkatan induktansi kumparan yang tiba-tiba ini, reaktansi atau impedansi keseluruhan dari rangkaian LC berubah dengan jumlah yang cukup besar jika dibandingkan tanpa potongan logam.
Jadi di sini, di Proyek Detektor Logam Arduino ini, kita harus menemukan induktansi kumparan untuk mendeteksi logam. Jadi untuk melakukan ini kami telah menggunakan rangkaian LR (Resistor-Inductor Circuit) yang telah kami sebutkan. Di sini, di sirkuit ini, kami telah menggunakan kumparan yang memiliki sekitar 20 putaran atau belitan dengan diameter 10cm. Kami telah menggunakan gulungan pita kosong dan melilitkan kawat di sekitarnya untuk membuat gulungan.
Diagram Sirkuit:
Kami telah menggunakan Arduino Nano untuk mengendalikan seluruh Proyek Detektor Logam ini. Sebuah LED dan Buzzer digunakan sebagai indikator pendeteksian logam. Coil dan kapasitor digunakan untuk mendeteksi logam. Dioda sinyal juga digunakan untuk mengurangi tegangan. Dan resistor untuk membatasi arus ke pin Arduino.
Penjelasan Kerja:
Cara kerja Detektor Logam Arduino ini agak rumit. Di sini kami menyediakan gelombang blok atau pulsa, yang dihasilkan oleh Arduino, ke filter high pass LR. Karena itu, lonjakan pendek akan dihasilkan oleh kumparan di setiap transisi. Panjang pulsa dari paku yang dihasilkan sebanding dengan induktansi kumparan. Jadi dengan bantuan pulsa Spike ini, kita dapat mengukur induktansi Coil. Tetapi di sini sulit untuk mengukur induktansi secara tepat dengan paku-paku itu karena paku-paku itu berdurasi sangat pendek (sekitar 0,5 mikrodetik) dan itu sangat sulit untuk diukur oleh Arduino.
Jadi alih-alih ini, kami menggunakan kapasitor yang diisi oleh pulsa atau lonjakan yang meningkat. Dan dibutuhkan beberapa pulsa untuk mengisi kapasitor ke titik di mana tegangannya dapat dibaca oleh pin analog Arduino A5. Kemudian Arduino membaca tegangan kapasitor ini dengan menggunakan ADC. Setelah membaca tegangan, kapasitor cepat habis dengan membuat pin capPin sebagai output dan mengaturnya ke rendah. Keseluruhan proses ini membutuhkan waktu sekitar 200 mikrodetik untuk diselesaikan. Untuk hasil yang lebih baik, kami mengulangi pengukuran dan mengambil rata-rata hasilnya. Begitulah cara kita dapat mengukur perkiraan induktansi Coil. Setelah mendapatkan hasilnya kita transfer hasilnya ke LED dan buzzer untuk mendeteksi keberadaan logam. Periksa kode Lengkap yang diberikan di akhir Artikel ini untuk memahami cara kerjanya.
Kode Arduino lengkap diberikan di akhir Artikel ini. Pada bagian pemrograman proyek ini, kami telah menggunakan dua pin Arduino, satu untuk menghasilkan gelombang blok yang akan diumpankan dalam Coil dan pin analog kedua untuk membaca tegangan kapasitor. Selain dua pin ini, kami telah menggunakan dua pin Arduino lagi untuk menghubungkan LED dan buzzer.
Kode lengkap dan Video Demonstrasi Detektor Logam Arduino bisa kalian cek di bawah ini. Anda dapat melihat bahwa setiap kali mendeteksi logam, LED dan Buzzer mulai berkedip sangat cepat.