金屬探測(cè)器電路

金屬探測(cè)器是一種非常常見的設(shè)備，用于在商場(chǎng)、酒店、電影院等地檢查人員、行李或袋子，以確保人們沒有攜帶任何金屬或非法物品，如槍支、炸彈等。金屬探測(cè)器檢測(cè)金屬的存在。

有不同類型的金屬探測(cè)器，如手持式金屬探測(cè)器，穿行式金屬探測(cè)器和地面搜索金屬探測(cè)器。金屬探測(cè)器可以很容易地創(chuàng)建，基本的金屬探測(cè)器的電路并不復(fù)雜。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的DIY型金屬探測(cè)器電路，使用非常簡(jiǎn)單的元件，可以在我們的家庭和花園中使用。

電路圖

所需元件

1 x TDA0161接近檢測(cè)器IC

2個(gè)47nF電容（陶瓷電容代碼473）。

1個(gè)1KΩ電阻（1/4瓦）。

1個(gè)330Ω電阻（1/4瓦）。

1個(gè)100Ω電阻(1/4瓦)

1 x 5 KΩ 電位器

1個(gè)2N2222A (NPN晶體管)

1個(gè)5V的蜂鳴器

線圈（取26-30 AWG的銅線，繞成一個(gè)直徑為5-6厘米、140-150圈的線圈）。

附加元件（用于LED）

1個(gè)220Ω電阻（1/4瓦）。

1個(gè)5毫米的LED

部件描述

TDA0161接近檢測(cè)器IC： TDA0161是意法半導(dǎo)體公司制造的接近檢測(cè)器IC。它可以通過檢測(cè)高頻渦流損耗的微小變化來探測(cè)金屬物體。

TDA0161集成電路在外部調(diào)諧電路的幫助下充當(dāng)一個(gè)振蕩器。電源電流的變化將決定輸出信號(hào)，即當(dāng)有金屬物體靠近時(shí)，電流就高，沒有金屬物體時(shí)，電流就低。

TDA0161有8個(gè)引腳，它采用雙列直插式封裝（DIP）。下面的圖片顯示了TDA0161集成電路的引腳圖。

注意：根據(jù)意法半導(dǎo)體公司的說法，TDA0161接近檢測(cè)器IC已被淘汰。如果它在市場(chǎng)上可以買到，就去做這個(gè)有趣的項(xiàng)目。如果沒有，請(qǐng)嘗試找到一個(gè)替代的IC。如果有任何類似的IC，我們將嘗試更新。如果你找到了任何接近檢測(cè)器IC，請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論部分提到它。

線圈（電感器）： 在這個(gè)項(xiàng)目中，我們采用了30 AWG的銅線。然后用一個(gè)5.8厘米直徑的基準(zhǔn)線將其繞成一個(gè)線圈。該線圈由140-150個(gè)匝數(shù)組成。

金屬檢測(cè)器電路說明

當(dāng)LC電路，即L1和C1得到任何靠近它的金屬的諧振頻率時(shí)，將產(chǎn)生電場(chǎng)，這將導(dǎo)致線圈中的感應(yīng)電流和通過線圈的信號(hào)流的變化。

可變電阻被用來改變接近傳感器的值，與LC電路相等，最好是在線圈不靠近金屬時(shí)檢查該值。當(dāng)檢測(cè)到金屬時(shí)，LC電路的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化。變化的信號(hào)會(huì)給接近檢測(cè)器（TDA 0161），它將檢測(cè)信號(hào)的變化并作出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)沒有檢測(cè)到金屬時(shí)，接近傳感器的輸出將是1mA，當(dāng)線圈接近金屬時(shí)，輸出將是10mA左右。

當(dāng)輸出引腳為高電平時(shí)，電阻R3將向晶體管Q1提供正電壓。Q1將被打開，LED會(huì)發(fā)光，蜂鳴器會(huì)發(fā)出嗡嗡聲。電阻器R2是用來限制電流的。

框圖

金屬探測(cè)器電路有三個(gè)主要部分：LC電路、接近傳感器、輸出LED和蜂鳴器。線圈和電容C1并聯(lián)在一起，就構(gòu)成了LC電路。

如果檢測(cè)到任何金屬，接近傳感器（TDA0161）將被觸發(fā)，然后接近傳感器將打開LED并使用蜂鳴器發(fā)出警報(bào)。

低壓電路： LC電路由電感和電容并聯(lián)而成。當(dāng)有相同頻率的材料靠近它時(shí)，這個(gè)電路就會(huì)產(chǎn)生共振。當(dāng)電容器被完全充電時(shí)，電荷被施加到電感上。

電感器開始充電，當(dāng)電容上的電荷為零時(shí)，它以相反的極性從電感器上吸取電荷。注意，電感是一個(gè)磁場(chǎng)存儲(chǔ)設(shè)備，電容是電場(chǎng)存儲(chǔ)設(shè)備。

接近傳感器： 接近傳感器可以在沒有任何物理干擾的情況下檢測(cè)物體。近距離傳感器的工作原理與紅外傳感器相同，近距離傳感器也會(huì)釋放信號(hào)，除非反射回來的信號(hào)沒有變化，否則它不會(huì)給出輸出。

如果信號(hào)有變化，它將檢測(cè)并給出相應(yīng)的輸出。有不同的接近傳感器，例如，檢測(cè)塑料材料，我們可以使用電容式接近，對(duì)于金屬，我們應(yīng)該使用電感式。

工作原理

由L1（線圈）和C1組成的LC電路是該電路的主要金屬檢測(cè)器部分。在這個(gè)LC電路的幫助下，TDA0161集成電路也被稱為坦克電路或調(diào)諧電路，它作為一個(gè)振蕩器，在一個(gè)特定的頻率下進(jìn)行振蕩。

當(dāng)LC電路檢測(cè)到任何靠近它的金屬的諧振頻率時(shí)，將產(chǎn)生電場(chǎng)，這將導(dǎo)致線圈中的感應(yīng)電流和通過線圈的信號(hào)流變化。

可變電阻被用來改變接近傳感器的值，與LC電路相等，最好是在線圈不靠近任何金屬物體時(shí)檢查該值。當(dāng)檢測(cè)到金屬時(shí)，LC電路的信號(hào)會(huì)發(fā)生變化。

變化的信號(hào)被賦予接近檢測(cè)器（TDA 0161），它將檢測(cè)信號(hào)的變化并作出相應(yīng)的反應(yīng)。當(dāng)沒有檢測(cè)到金屬時(shí)，接近傳感器的輸出將小于1mA，當(dāng)線圈接近金屬時(shí)，它的輸出將在10mA左右（通常大于8mA）。

當(dāng)輸出引腳為高電平時(shí)，電阻R3將向晶體管Q1提供正電壓。Q1將被打開，LED將發(fā)亮（電路中未顯示），蜂鳴器將被激活。

優(yōu)點(diǎn)

基于接近檢測(cè)器IC TDA0161的金屬檢測(cè)器電路是一個(gè)非常簡(jiǎn)單和容易構(gòu)建的金屬檢測(cè)器，可用于檢測(cè)我們家庭、辦公室和花園中的小金屬。

需要任何微控制器，因?yàn)榻咏鼈鞲衅骶妥阋詫?shí)現(xiàn)這個(gè)項(xiàng)目。

缺點(diǎn)

這個(gè)金屬檢測(cè)器電路的主要缺點(diǎn)是檢測(cè)范圍問題。金屬物體必須在10毫米的距離內(nèi)，探測(cè)器才能探測(cè)到它。

應(yīng)用

這個(gè)簡(jiǎn)單的金屬探測(cè)器可以用來識(shí)別鐵、金、銀等金屬。

由于這是一個(gè)簡(jiǎn)單的項(xiàng)目，我們可以在家里使用它來掃描釘子、金屬碎片等，這些都是肉眼不容易發(fā)現(xiàn)的。