¿Cómo hacer un circuito detector de metales?

Un detector de metales es un dispositivo común que se utiliza para registrar personas, equipaje o sacos en centros comerciales, alojamientos, pasillos de películas, etc. para garantizar que la persona no esté transportando metales o cosas ilícitas como armas, bombas, etc. Los detectores de metales identifican la proximidad de metales. Se pueden encontrar muchos tipos de detectores de metales en el mercado. Estos incluyen detectores de metales portátiles, detectores de metales de paso, detectores de metales de búsqueda terrestre, etc.

Circuito detector de metales

Un circuito detector de metales simple se puede hacer 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 usando 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: recopilación de los componentes

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

• TDA0161 Detector de proximidad IC
• Resistencia de 1k ohmios
• Resistencia de 330 Ω
• Resistencia de 100 Ω
• Potenciómetro de 5 KΩ
• Transistor NPN 2N2222
• Zumbador
• Alambre de cobre para bobina
• LED
• Veroboard
• Batería
• Multímetro digital

Paso 2: estudiar los componentes

Como ahora conocemos el concepto principal detrás de este proyecto y también tenemos una lista completa de componentes, vamos un paso adelante y hacemos un breve estudio de algunos componentes principales que se utilizarán en la construcción del circuito.

TDA0161 Detector de proximidad IC es un detector de proximidad Ic. Está fabricado por STMicroelectronics. Se utiliza para detectar objetos metálicos. Realiza esta tarea detectando cambios leves en las pérdidas por corrientes parásitas de alta frecuencia. Con la ayuda de un circuito eternamente sintonizado, el TDA0161 IC actúa como un oscilador. La señal de salida está determinada por el cambio en la corriente de alimentación. Esto significa que la corriente será alta cuando un metal objetado 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.

TDA0161

Transistor 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 que es de 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 alta corriente nominal 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.

2N2222

Veroboard Es una buena opción hacer un circuito porque el único dolor de cabeza es colocar los componentes en la placa Vero, soldarlos y verificar la continuidad usando el multímetro digital. Una vez que se conoce el diseño del circuito, corte la placa en un tamaño razonable. Para este propósito, coloque la tabla sobre el tapete de corte y utilizando una cuchilla afilada (de manera segura) y tomando todas las precauciones de seguridad, más de una vez marque la carga en la parte superior y la base a lo largo del borde recto (5 o varias veces), pasando las aberturas. Después de hacerlo, coloque los componentes en la placa de cerca para formar un circuito compacto y suelde los pines de acuerdo con las conexiones del circuito. En caso de cualquier error, intente desoldar las conexiones y vuelva a soldarlas. Finalmente, verifique la continuidad. Siga los siguientes pasos para hacer un buen circuito en una Veroboard.

Veroboard

los zumbador es una especie de colector de sonido electrónico con una estructura coordinada. Generalmente se utiliza como un dispositivo de voz en artículos electrónicos como PC, impresoras, máquinas de reproducción, ensamblaje mecánico de alerta, juguetes electrónicos, dispositivos electrónicos para automóviles, teléfonos, etc. En este proyecto, utilizaremos un timbre para hacer sonar una alarma. cuando se saca el pin del circuito principal.

Zumbador

Paso 3: diagrama de bloques

Diagrama de bloques

Las tres artes principales del circuito detector de metales son Circuito LC , Sensor de proximidad , salida Zumbador y LED. El circuito LC se hace 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 y encenderá el LED y hará sonar el zumbador. 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 condensador se cargue por completo, la carga se transferirá al inductor y cuando la carga a través del condensador 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 un sensor de proximidad es el mismo. También emite una señal y no muestra nada en la salida hasta que haya algún cambio en la señal reflejada. Hay tantos tipos de sensores de proximidad disponibles en el mercado que estamos usando uno que enviará una señal de salida cuando detecte un sujeto 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 detector de metales.

La parte principal del circuito del detector de metales es la configuración en paralelo del condensador y la bobina del inductor. Este circuito LC ayuda al sensor de proximidad a oscilar a una frecuencia particular. Cuando cualquier objeto metálico d cualquier frecuencia resonante 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 debe comprobarse cuando no haya ningún objeto metálico cerca de la bobina. Si la bobina tiene un objeto metálico cerca de ella, el valor del sensor de proximidad cambiará porque el circuito LC tendrá una señal diferente.

Ahora la señal modificada 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 1 mA, 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 es alto, se proporcionará un voltaje positivo al transistor y enviará una señal para encender el LED y el zumbador.

Paso 5: Montaje de los componentes

Ahora que conocemos el funcionamiento principal y también el circuito completo de nuestro proyecto, sigamos adelante y comencemos a hacer el hardware de nuestro proyecto. Una cosa debe tenerse en cuenta que el circuito debe ser compacto y los componentes deben colocarse tan cerca.

1. Tome un Veroboard y frote su 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. Realice las conexiones con cuidado utilizando soldador. Si se comete algún error al realizar las conexiones, intente desoldar la conexión y vuelva a soldar la conexión correctamente, pero al final, la conexión debe estar firme.
4. Una vez realizadas todas las conexiones, realice 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 es con certeza un circuito total). Se realiza una prueba de continuidad estableciendo un pequeño voltaje (cableado en disposición con un LED o una parte que crea conmoción, por ejemplo, un parlante piezoeléctrico) sobre la vía seleccionada.
5. Si la prueba de continuidad pasa, significa que el circuito se hizo adecuadamente como se desea. Ahora está listo para ser probado.

El circuito se verá como la imagen de abajo:

Diagrama de circuito

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 Proximity Detector IC TDA0161 es un proyecto muy simple y de pequeña escala que se puede hacer 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 este 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 del detector de metales.

Aplicaciones

Hay varias aplicaciones de un detector de metales. Algunos de ellos 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.