Circuito detector de metales simple

Puede encontrar un detector de metales en aeropuertos, teatros y varios otros lugares públicos. Se utilizan por la seguridad de las personas para detectar a cualquier persona que lleve un metal (armas, etc.). En este proyecto vamos a diseñar un circuito detector de metales simple. Hay tantos diseños de detectores de metales, pero la mayoría de ellos son de diseño complejo, por lo que aquí vamos a diseñar un circuito detector de metales simple usando 555 Timer IC.

Antes de continuar, debemos comprender el concepto de inductor y circuitos RLC. Primero hablemos de inductores. Los inductores no son más que bobinas de alambre de cobre esmaltado que vienen en diferentes formas y tamaños. En base a varios parámetros, se calcula la inductancia de un inductor. En todos esos parámetros, estamos básicamente interesados ​​en el núcleo del inductor, ya que, según el núcleo, el valor de la inductancia cambia drásticamente.

En la siguiente figura puede ver los inductores con núcleo de aire. En estos inductores no habrá núcleo sólido. Básicamente son bobinas que se dejan en el aire. El medio de flujo del campo magnético generado por el inductor es nada o aire. Estos inductores tienen inductancias de muy menor valor.

Estos inductores se utilizan cuando se necesitan valores de pocos micro Henry. Para valores superiores a unos pocos mili, estos no son adecuados. En la siguiente figura puede ver inductores de núcleo de ferrita,

Cuando la bobina del inductor se enrolla en un núcleo que puede ser de ferrita o de hierro, la inductancia de la bobina aumenta enormemente. Este valor es mucho más que el núcleo de aire del mismo tamaño y forma.

Ahora, para un circuito RLC como se muestra en la figura, la reactancia o impedancia entre los terminales "a" y "c" depende de los valores de L y C si la frecuencia de la señal aplicada es constante.

Entonces, si el valor de inductancia cambia, el valor de reactancia o impedancia cambia. En la sección de trabajo de este proyecto se explica cómo se utilizan estos dos conceptos juntos para un circuito detector de metales .

Componentes del circuito del detector de metales

• +9 tensión de alimentación
• 555 IC
• Resistencia de 47KΩ
• Condensador de 2,2 µF (2 piezas)
• Altavoz (8Ω)
• 170 vueltas de bobina de 10 cm de diámetro (cualquier calibre funcionaría)

Diagrama y funcionamiento del circuito del detector de metales

La figura muestra el diagrama de circuito del detector de metales. El temporizador 555 IC aquí actúa como un generador de onda cuadrada y genera pulsos con frecuencias audibles para los humanos. El condensador entre el pin2 y el pin1 no debe cambiarse ya que es necesario para generar frecuencias audibles.

En el circuito hay un circuito RLC formado por una resistencia de 47K, un condensador de 2,2 µF y un inductor de 150 vueltas. Este circuito RLC es la parte de detección de metales. Ahora, como se mencionó anteriormente en la sección anterior, un inductor con núcleo de metal tiene un valor de inductancia alto sobre uno con núcleo de aire.

Recuerde que la bobina enrollada aquí tiene un núcleo de aire, por lo que cuando una pieza de metal se acerca a la bobina, la pieza de metal actúa como un núcleo para el inductor con núcleo de aire. Al actuar este metal como núcleo, la inductancia de la bobina cambia o aumenta considerablemente. Con este aumento repentino en la inductancia de la bobina, la reactancia o impedancia general del circuito RLC cambia en una cantidad considerable cuando se compara sin la pieza de metal.

Al principio, cuando no hay una pieza de metal, la señal enviada al altavoz produce un sonido audible. Ahora con el cambio de reactancia alrededor del circuito RLC la señal enviada al altavoz ya no será la misma que antes, por lo que el sonido producido por el altavoz será diferente al primero.

Entonces, cada vez que se acerca un metal a la bobina, la impedancia de RLC cambia, lo que hace que la señal cambie, lo que resulta en una variación del sonido generado en el altavoz. También puede consultar este detector de metales basado en Arduino.

Consejos comunes:

• El esmalte debe eliminarse en las puntas de la bobina para soldar las conexiones.
• Con un calibre diferente tendremos una impedancia RLC diferente, por lo que se debe experimentar con la resistencia en el circuito RLC para la detección sensible de metales.
• El altavoz puede ser de cualquier tipo. Pero con una resistencia inferior a 8 Ω, el temporizador podría calentarse.
• Utilice una tensión de alimentación superior a 5 V.