¿Cómo hacer un circuito detector de metales?

Un detector de metales es un dispositivo normal que se utiliza para controlar personas, equipaje o sacos en centros comerciales, hoteles, salas de cine, etc., para garantizar que la persona no transporte metales o cosas ilícitas como armas, bombas, etc. Los detectores de metales identifican la proximidad de los metales. En el mercado se pueden ver muchos tipos de detectores de metales. Estos incluyen detectores de metales portátiles, detectores de metales de paso, detectores de metales de búsqueda terrestre, etc.

Se puede fabricar un circuito detector de metales sencillo en casa a pequeña escala. En este proyecto, vamos a hacer un circuito detector de metales simple usando un sensor de proximidad. Todos los componentes que se utilizan son muy sencillos y fácilmente disponibles en el mercado.

¿Cómo diseñar un circuito detector de metales utilizando TDA0161?

Ahora que sabemos lo que vamos a hacer en este proyecto, comencemos a recopilar más información haciendo una lista completa de componentes y realizando un breve estudio en primer lugar.

Paso 1: Recolectar los componentes

El mejor enfoque para comenzar cualquier proyecto es hacer una lista de componentes y realizar un breve estudio de estos componentes porque nadie querrá quedarse en medio de un proyecto solo porque falta un componente. A continuación se proporciona una lista de componentes que vamos a utilizar en este proyecto:

Paso 2: estudiar los componentes

Como ahora conocemos el concepto principal detrás de este proyecto y también tenemos una lista completa de componentes, avancemos un paso y analicemos brevemente algunos de los componentes principales que se utilizarán para hacer el circuito.

CI detector de proximidad TDA0161 es un Detector de Proximidad Ic. Está fabricado por STMicroelectronics. Se utiliza para detectar objetos metálicos. Realiza esta tarea detectando ligeros cambios en las pérdidas por corrientes parásitas de alta frecuencia. Con la ayuda de un circuito eternamente sintonizado, el IC TDA0161 actúa como un oscilador. La señal de salida está determinada por el cambio en la corriente de suministro. Esto significa que la corriente será alta cuando un objeto metálico esté cerca de la bobina y la corriente será baja si no hay ningún objeto metálico cerca de la bobina. TDA0161 IC consta de 8 pines. Este IC viene en paquetes de doble línea.

Transistores 2N2222: Es el transistor de unión bipolar NPN más conocido. Este transistor se utiliza principalmente con fines de conmutación y amplificación. La razón principal detrás de su fama es su bajo costo, tamaño pequeño y su capacidad para manejar un alto valor de corriente en comparación con transistores pequeños similares. Normalmente, este transistor puede manejar una corriente nominal alta de hasta 800 mA. Este transistor está hecho de material de silicio o germanio. En el proceso de amplificación, la señal analógica de entrada se aplica a su colector y la señal amplificada de salida se envía a la base. esta señal analógica podría ser una señal de voz.

Veroboard Es una buena opción para hacer un circuito porque el único dolor de cabeza es colocar los componentes en la placa Vero y simplemente soldarlos y verificar la continuidad usando el multímetro digital. Una vez que conozca el diseño del circuito, corte la placa a un tamaño razonable. Para ello coloque la tabla sobre la alfombrilla de corte y, utilizando una cuchilla afilada (de forma segura) y tomando todas las precauciones de seguridad, marque más de una vez la carga en la parte superior y la base a lo largo de la regla (5 o más veces), pasando por encima. las aperturas. Después de hacerlo, coloque los componentes en la placa cerca para formar un circuito compacto y suelde los pines de acuerdo con las conexiones del circuito. En caso de algún error, intenta desoldar las conexiones y volver a soldarlas. Finalmente comprobar la continuidad. Siga los siguientes pasos para hacer un buen circuito en un Veroboard.

El zumbador Es una especie de colector de sonido electrónico con una estructura coordinada. Generalmente se utiliza como dispositivo de voz en artículos electrónicos como PC, impresoras, máquinas replicadoras, ensamblajes mecánicos de alerta, juguetes electrónicos, dispositivos electrónicos para automóviles, teléfonos, etc. En este proyecto, utilizaremos un timbre para hacer sonar una alarma. cuando se extrae el pin del circuito principal.

Paso 3: diagrama de bloques

Las tres artes principales del circuito detector de metales son Circuito LC, Sensor de proximidadproducción Zumbador y LED. El circuito LC se realiza conectando un condensador y una bobina de alambre de cobre en una configuración en paralelo.

Cuando la bobina detecte el metal cerca de su superficie, activará el sensor de proximidad que luego enviará la señal al circuito de salida, encenderá el LED y hará sonar el timbre. Así que básicamente en el circuito LC, cuando un material de la misma frecuencia se acerque a la bobina de cobre, comenzará a resonar. Esto comenzará a cargar el condensador. El condensador y el inductor se cargarán alternativamente en el circuito LC. Cuando el capacitor esté completamente cargado, la carga se transferirá al inductor y cuando la carga a través del capacitor casi se acerque a cero, extraerá carga del inductor. Este proceso se repite una y otra vez.

A Sensor de proximidad Es un sensor que se utiliza para detectar n objetos sin ningún contacto físico. El principio de funcionamiento de un sensor de infrarrojos y de un sensor de proximidad es el mismo. También emite una señal y no muestra nada en la salida hasta que hay algún cambio en la señal reflejada. Hay tantos tipos de sensores de proximidad disponibles en el mercado, estamos usando el que enviará una señal de salida cuando detecte un objeto metálico.

Paso 4: funcionamiento del circuito

Como ahora tenemos toda la información necesaria sobre los componentes utilizados y el funcionamiento del circuito, avancemos un paso y comencemos a comprender el funcionamiento principal del circuito del detector de metales.

La parte principal del circuito del detector de metales es la configuración en paralelo del condensador y la bobina inductora. Este circuito LC ayuda al sensor de proximidad a oscilar a una frecuencia particular. Cuando cualquier objeto metálico de cualquier frecuencia de resonancia se acerca a la bobina inductora, debido a la ley de inducción electromagnética, se inducirá una corriente inducida en la bobina por inducción mutua. Esto alterará la señal que fluye a través de la bobina hacia el sensor de proximidad.

Un potenciómetro es una resistencia variable cuyo valor se puede cambiar. Se utiliza en este circuito para cambiar el valor del circuito LC. Hay que tener en cuenta que el valor del sensor de proximidad se debe comprobar cuando no haya ningún objeto metálico cerca de la bobina. Si la bobina tiene un objeto metálico cerca, el valor del sensor de proximidad cambiará porque el circuito LC tendrá una señal diferente.

Ahora la señal cambiada en la bobina se envía al sensor de proximidad. este sensor examinará esta señal y reaccionará en consecuencia. Si la señal es de alrededor de 1mA, significa que no hay ningún objeto metálico cerca de la bobina. Si la corriente es casi superior a 8 mA, indica que hay un objeto metálico cerca de la bobina.

Entonces, cuando el pin de salida del sensor de proximidad está alto, se proporcionará un voltaje positivo al transistor y enviará una señal para encender el LED y el zumbador.

Paso 5: ensamblar los componentes

Ahora que conocemos el funcionamiento principal y también el circuito completo de nuestro proyecto, sigamos adelante y comencemos a fabricar el hardware de nuestro proyecto. Se debe tener en cuenta una cosa: el circuito debe ser compacto y los componentes deben colocarse muy cerca.

1. Tome un Veroboard y frote el lado con la capa de cobre con un papel raspador.
2. Ahora coloque los componentes con cuidado y lo suficientemente cerca para que el tamaño del circuito no sea muy grande.
3. Haga las conexiones con cuidado utilizando un soldador. Si se comete algún error al realizar las conexiones, intente desoldar la conexión y volver a soldar la conexión correctamente, pero al final la conexión debe quedar apretada.
4. Una vez realizadas todas las conexiones realizar una prueba de continuidad. En electrónica, la prueba de continuidad es la verificación de un circuito eléctrico para verificar si la corriente fluye en la ruta deseada (que con certeza es un circuito completo). Una prueba de continuidad se realiza estableciendo un pequeño voltaje (cableado en conjunto con un LED o una pieza que crea conmoción, por ejemplo, un altavoz piezoeléctrico) sobre el camino seleccionado.
5. Si la prueba de continuidad pasa, significa que el circuito está hecho adecuadamente como se desea. Ahora está listo para ser probado.

El circuito se verá como la imagen a continuación:

Ventajas

Como cada proyecto tiene sus pros y sus contras, a continuación se enumeran algunas de las ventajas y desventajas de este circuito detector de metales.

1. El circuito detector de metales basado en el IC detector de proximidad TDA0161 es un proyecto muy simple y de pequeña escala que se puede realizar muy fácilmente en casa. Por lo que se puede utilizar en hogares, oficinas, lugares de trabajo, etc. para encontrar pequeños objetos metálicos, por ejemplo, clavos de hierro, joyas de plata u oro, etc.
2. Como este sensor de proximidad funciona correctamente, no es necesario utilizar ningún tipo de microcontrolador.

Desventajas

Como se trata de un circuito detector de metales casero a pequeña escala, la principal desventaja de su circuito es el problema con su rango de detección. Para este circuito, la distancia de un objeto metálico debe ser de al menos 10 mm desde la bobina del circuito detector de metales.

Aplicaciones

Hay varias aplicaciones de un detector de metales. Algunos de estos se enumeran a continuación.

1. Los detectores de metales se utilizan en la entrada de un lugar donde la seguridad es necesaria. Esto se utilizará para detectar cualquier arma dañina.
2. Los detectores de metales se utilizan para detectar plata, hierro, oro, etc.
3. Dado que este proyecto se realiza a pequeña escala, se puede utilizar en hogares para detectar pequeños objetos metálicos como clavos de hierro, etc.