¿Cómo hacer un circuito detector de metales?

Un detector de metales es un aparato habitual que se utiliza para controlar a las personas, el equipaje o los sacos en centros comerciales, alojamientos, pasillos de cine, etc., para garantizar que la persona no transporta ningún metal o cosas ilícitas como armas, bombas, etc. Los detectores de metales identifican la proximidad de los metales. Se pueden ver muchos tipos de detectores de metales en el mercado. Estos incluyen detectores de metales de mano, detectores de metales de paso, detectores de metales de búsqueda en tierra, etc.

Circuito detector de metales

Un simple circuito detector de metales puede hacerse 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 simples y fácilmente disponibles en el mercado.

Contenido

¿Cómo diseñar un circuito detector de metales usando el TDA0161?

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

Paso 1: Recolección 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 sólo por la falta de un componente. A continuación se presenta una lista de componentes que vamos a utilizar en este proyecto:

Paso 2: Estudio de los componentes

Como ahora sabemos el concepto principal detrás de este proyecto y también tenemos una lista completa de componentes, les proponemos avanzar un paso más y hacer un breve estudio de algunos de los principales componentes que se utilizarán para hacer el 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 pequeños cambios en las pérdidas de las corrientes de remolino de alta frecuencia. Con la ayuda de un circuito eternamente sintonizado, el TDA0161 IC funciona 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. El TDA0161 IC consta de 8 pines. Este CI viene en paquetes de doble línea.

TDA0161

2N2222 Transistor: Es el transistor de unión bipolar más conocido de NPN. Este transistor se utiliza principalmente para fines de conmutación y amplificación. La razón principal de su fama es su bajo costo, su pequeño tamaño y su capacidad para manejar un alto valor de corriente en comparación con los pequeños transistores similares. Normalmente este transistor puede manejar un alto valor de corriente hasta 800mA. 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.

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2N2222

El Veroboard es una buena elección para hacer un circuito porque el único dolor de cabeza es colocar los componentes en el Vero-board y sólo soldarlos y comprobar la continuidad usando el Multimetro Digital. Una vez que se conoce la disposición del circuito, se corta la placa en un tamaño razonable. Para ello, coloque la placa en 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 arriba y la base a lo largo de la regla (5 o varias veces), pasando por encima de las aberturas. Después de hacer esto, coloque los componentes en la placa estrechamente 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, compruebe la continuidad. Siga los siguientes pasos para hacer un buen circuito en un Veroboard.

Veroboard

El zumbador es una especie de colector electrónico de sonidos con una estructura coordinada. Se utiliza generalmente como un gadget de voz en artículos electrónicos como PC, impresoras, máquinas de replicar, ensamblaje mecánico de alerta, juguetes electrónicos, gadgets electrónicos para automóviles, teléfonos, etc.

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 paralela.

Cuando la bobina detecte el metal cerca de su superficie, activará el sensor de proximidad que 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 esté completamente cargado, la carga se transferirá al inductor y cuando la carga a través del condensador se acerque a cero, extraerá la carga del inductor. Este proceso se repite una y otra vez.

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Un Sensor de Proximidad es un sensor que se utiliza para detectar n objetos sin ningún contacto físico. El principio de funcionamiento de un sensor IR 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, que estamos usando el que envía una señal de salida cuando detecta un objeto metálico.

Paso 4: Funcionamiento del circuito

Como ahora tenemos toda la información necesaria sobre los componentes utilizados y el funcionamiento del circuito, vamos a dar un paso adelante y empezar a entender el funcionamiento principal del circuito detector de metales.

La parte principal del circuito del detector de metales es la configuración paralela 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 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 puede ser cambiado. 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 ser comprobado cuando no hay ningún objeto metálico cerca de la bobina. Si la bobina tiene un objeto metálico cerca, el valor del sensor de proximidad se 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 de más de 8mA, indica que hay un objeto metálico cerca de la bobina.

Así que, cuando el pin de salida del sensor de proximidad esté alto, se proporcionará un voltaje positivo al transistor y éste 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 hacer el hardware de nuestro proyecto. Hay que tener en cuenta que el circuito debe ser compacto y los componentes deben ser colocados muy cerca.

  1. Toma un Veroboard y frota su lado con el revestimiento 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 cuidadosamente las conexiones con el soldador. Si se comete algún error al hacer las conexiones, intente desoldar la conexión y vuelva a soldar la conexión correctamente, pero al final, la conexión debe estar apretada.
  4. Una vez hechas todas las conexiones, realice una prueba de continuidad. En electrónica, la prueba de continuidad es la comprobación de un circuito eléctrico para verificar si la corriente fluye en el camino deseado (que es con certeza un circuito total). Una prueba de continuidad se realiza estableciendo un poco de voltaje (cableado en disposición con un LED o una pieza creadora de conmoción, por ejemplo, un altavoz piezoeléctrico) sobre el camino elegido.
  5. Si la prueba de continuidad pasa, significa que el circuito está hecho adecuadamente como se desea. Ahora está listo para ser probado.
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El circuito se verá como la imagen de abajo:

Diagrama de circuito

Ventajas

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

  1. El Circuito Detector de Proximidad IC TDA0161 basado en un Detector de Metales es un proyecto muy simple y de pequeña escala que se puede hacer muy fácilmente en casa. Por lo tanto, puede ser utilizado en hogares, oficinas, lugares de trabajo, etc. para encontrar pequeños objetos de metal, por ejemplo, clavos de hierro, joyas de plata u oro, etc.
  2. Como este sensor de proximidad funciona correctamente, no hay necesidad de usar ningún tipo de microcontrolador.

Desventajas

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

Aplicaciones

Hay varias aplicaciones de un detector de metales. Algunas de ellas se enumeran a continuación.

  1. Los detectores de metales se utilizan en la entrada de un lugar donde la seguridad es necesaria. Esto se usará 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, puede utilizarse en los hogares para detectar pequeños objetos metálicos como clavos de hierro, etc.

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