Kigunduzi cha Chuma cha Urafiki cha Eco - Arduino: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Kugundua Chuma ni raha nyingi. Moja ya changamoto ni kuweza kupunguza mahali halisi pa kuchimba ili kupunguza saizi ya shimo lililobaki nyuma.

Kigunduzi hiki cha kipekee cha chuma kina koili nne za utaftaji, skrini ya kugusa rangi ili kubaini na kubainisha eneo la kupatikana kwako.

Kujumuisha upimaji wa kiotomatiki, pakiti ya umeme inayoweza kuchajiwa tena, na modeli nne za skrini, masafa, na marekebisho ya upana wa mapigo ambayo hukuruhusu kubadilisha jinsi unavyotafuta.

Mara baada ya kubainisha hazina hiyo shimo moja lililojikita juu ya kila coil hukuwezesha kutumia skewer ya mbao kushinikiza ardhini ili uweze kuanza kuchimba kuziba ndogo kutoka ardhini kupunguza uharibifu wa mazingira.

Kila coil inaweza kubainisha sarafu na pete kwa kina cha 7-10cm kwa hivyo ni bora kutafuta sarafu zilizopotea na pete karibu na mbuga na fukwe.

**********************************

Shukrani Kubwa - Ikiwa ulisukuma kitufe cha kura kwenye kona ya juu ya mkono wa kulia kwa mashindano ya "Changamoto ya Uvumbuzi" na "Chunguza Sayansi" !!!

asante nyingi, TechKiwi

**********************************

Hatua ya 1: Utambuzi wa Sayansi Nyuma ya Chuma

Ubunifu wa Kugundua Chuma

Kuna tofauti nyingi za miundo ya Kigunduzi cha Chuma. Aina hii ya kigunduzi cha chuma ni kigunduzi cha Pulse Induction ambacho hutumia njia tofauti za kusambaza na kupokea coil.

Arduino hutoa kunde ambayo hutumiwa kwa Coil Transmit kwa kipindi kifupi sana (4uS) kupitia transistor. Sasa hii kutoka kwa kunde husababisha uwanja wa sumaku wa ghafla kuunda karibu na coil, uwanja unaopanuka na kuanguka unashawishi voltage kwenye Kupokea Coil. Ishara hii iliyopokelewa imeongezewa na transistor inayopokea na kisha ikageuzwa kuwa pigo safi ya dijiti na Kitenganishi cha Voltage na kisha ikachukuliwa sampuli na pini ya Uingizaji wa Dijiti kwenye Arduino. Arduino imewekwa kupima upana wa kunde wa mpigo uliopokelewa.

Katika muundo huu, upana wa kunde uliopokea umedhamiriwa na upokeaji wa coil inductance na capacitor. Bila vitu katika anuwai, upana wa msingi wa kunde hupima takriban 5000 uS. Wakati vitu vya chuma vya kigeni vinakuja katika anuwai ya upanukaji na uporomokaji wa sumaku hii husababisha nguvu zingine kushawishiwa kwenye kitu kwa njia ya mikondo ya eddy. (Uingizaji wa umeme wa umeme)

Matokeo halisi ni kwamba upana wa kunde uliopokelewa umepunguzwa, tofauti hii katika upana wa kunde hupimwa na Arduino na kuonyeshwa kwenye onyesho la TFT katika muundo anuwai.

Onyesha Chaguo 1: Nafasi ya Lengo chini ya Mkuu wa Kichunguzi

Kusudi langu lilikuwa kutumia koili 4 kupotosha msimamo wa lengo chini ya kichwa cha upelelezi. Asili isiyo ya kawaida ya koili za utaftaji ilifanya changamoto hii hata hivyo-g.webp

Onyesha Chaguo la 2: Onyesha Ufuatiliaji wa Ishara kwa Kila Coil ya Utafutaji

Hii inakuwezesha kufuatilia mahali ambapo kitu kilicholengwa kiko chini ya kichwa kwa kuchora athari ya nguvu ya ishara kwenye skrini kwa kila coil ya utaftaji. Hii ni muhimu kuamua ikiwa una malengo mawili karibu karibu chini ya kichwa cha detector na nguvu ya jamaa.

Matumizi ya Vitendo

Njia hii hukuwezesha kutumia mwonekano wa kwanza kutambua shabaha na mtazamo wa pili kuibana kwa milimita chache kama inavyoonekana kwenye klipu ya video.

Hatua ya 2: Kusanya vifaa

Muswada wa Vifaa

1. Arduino Mega 2560 (Vitu 1, 2 na 3 vinaweza kununuliwa kama agizo moja la kifungu)
2. 3.2 "TFT LCD Touch Screen (Nimejumuisha nambari ya tofauti 3 zinazoungwa mkono)
3. TFT 3.2 Inch Mega Shield
4. Transistor BC548 x 8
5. 0.047uf Greencap Capacitor x 4 (50v)
6. 0.1uf Greencap Capacitor x 1 (50v)
7. Mpinzani 1k x 4
8. 47 Mpingaji x 4
9. Mpingaji 10k x 4
10. Mpingaji 1M x 4
11. Mpinzani wa 2.2k x 4
12. Kubadilisha Rocker Mini ya SPST
13. Jumuishi ya Mzunguko wa LM339 Quad Tofauti
14. Diode za Ishara IN4148 x 4
15. Waya wa ShabaSpool 0.3mm Kipenyo x 2
16. Cable mbili ya Screened Screened - 4.0mm Kipenyo - 5M urefu
17. USB inayoweza kuchajiwa Powerbank 4400mHa
18. Piezo Buzzer
19. Bodi ya Vero 80x100mm
20. Kesi ya plastiki Urefu wa 100mm Urefu, 55mm Kina, 160mm Upana
21. Cable Ties
22. MDF Wood 6-8mm Unene - 23cm x 23cm vipande vya mraba x 2
23. Cable ya ugani ndogo ya USB 10cm
24. USB-A kebo ya kuziba inayofaa kukatwa hadi urefu wa 10cm
25. Kichwa cha Sauti Jack Point - Stereo
26. Kichwa anuwai cha kugundua kuni na plastiki
27. Kasi ya kushughulikia Broom ya kushika na pamoja inayoweza kubadilishwa (harakati moja ya mhimili tu - tazama picha)
28. Kipande kimoja cha Karatasi ya A3
29. Kijiti cha gundi
30. Mkataji wa umeme wa Jig Saw
31. Karatasi ya A4 Karatasi ya unene wa 3mm kwa kuunda coil ya zamani kwa koili za TX na Rx
32. Mkanda wa bomba
33. Moto Gundi Bunduki
34. Gundi ya Umeme
35. Pini 10 za Kichwa cha Arduino
36. Pini za Kudumu za PCB x 20
37. Gundi mbili ya Epoxy Glue - dakika 5 ya kukausha
38. Kisu cha Ufundi
39. 5mm Urefu wa Tube ya 30mm x 4 (Nilitumia mfumo wa kumwagilia bustani neli kutoka duka la vifaa)
40. Muhuri wa kuzuia maji wa MDF (Hakikisha haina chuma)
41. Mfereji wa umeme unaobadilika wa 60cm - Kijivu - Kipenyo cha 25mm

Hatua ya 3: Jenga Kichwa cha Kichunguzi

1. Kuunda Mkutano Mkuu

Kumbuka: Nilichagua kujenga mpangilio mgumu wa kuweka waya wa waya wa shaba 8 ambazo hutumiwa kwenye kichwa cha kipelelezi. Hii ilihusisha kukata safu ya mashimo kutoka kwa tabaka mbili za MDF kama inavyoonekana kwenye picha hapo juu. Sasa nimekamilisha kitengo ninachopendekeza kutumia mduara mmoja tu wa kukata 23 cm kwa kipenyo na kuambatisha koili kwenye safu hii moja ya MDF na gundi moto. Hii inapunguza wakati wa kujenga na pia inamaanisha kichwa ni nyepesi.

Anza kwa kuchapa stencil iliyotolewa kwenye kipande cha karatasi A3 na kisha gundi hii kwenye bodi ya MDF ili kukupa mwongozo wa kuweka coil.

Kutumia Umeme Jig Saw kwa uangalifu kata mduara wa kipenyo cha 23cm kutoka MDF.

2. Kufunga Coils

Tumia kadibodi kuunda mitungi miwili ya urefu wa 10cm iliyoshikiliwa pamoja na Tepe ya Bomba. Upeo wa Coils za Kusambaza unahitaji kuwa 7cm na Pokea Coils 4cm.

Weka bobbin ya waya ya shaba kwenye kiwi ili iweze kugeuka kwa uhuru. Ambatisha mwanzo wa waya wa shaba kwenye silinda ya kadibodi ukitumia mkanda wa bomba. Upepo 40 unageuka kwa nguvu kwenye silinda na kisha tumia mkanda wa Bomba kufunga mwisho.

Tumia Gundi ya Moto kufunga coils pamoja kwa angalau alama 8 karibu na mzingo wa koili. Wakati umepozwa, tumia vidole vyako kurahisisha coil na kisha kuifunga kwenye templeti ya kichwa cha Detector ya Chuma ukitumia Moto Gundi. Piga mashimo mawili kupitia MDF karibu na coil na upitishe ncha za coil kupitia upande wa juu wa Kichwa cha Detector ya Chuma.

Rudia zoezi hili kujenga na kupanda 4 x Pokea Coils na 4 Peleka coils. Baada ya kumaliza lazima kuwe na jozi 8 za waya zinazojitokeza juu ya kichwa cha kipelelezi cha chuma.

3. Ambatisha nyaya zenye ngao

Kata urefu wa 5M wa kebo ya msingi ya mapacha ndani ya urefu wa 8. Ukanda na uunganishe msingi wa pacha kwa kila kusambaza na kupokea coil ikiacha ngao imekatika mwisho wa Kichwa cha Detector mwisho wa kebo.

Jaribu koili na unganisho la kebo upande wa pili wa kila kebo kwa kutumia mita ya Ohm. Kila coil itasajili Ohms chache na inapaswa kuwa sawa kwa kila Kupokea na Kusafirisha coil mtawaliwa.

Mara baada ya kujaribiwa tumia bunduki ya gundi moto kuifunga nyaya 8 katikati ya Kichwa cha Detector tayari kwa kushikilia mpini na kumaliza kichwa.

Ushauri wangu ni kuvua na kuweka bati kila moja ya vifuniko vya kebo vilivyokingwa kwa upande mwingine kwa maandalizi ya upimaji wa siku zijazo. Ambatisha waya wa dunia kwa kila ngao ya kebo kwani hii itaunganishwa na ardhi kwenye kitengo kuu. Hii inasimamisha kuingiliwa kati ya kila kebo.

Tumia Multimeter kutambua ni coil ipi na ambatanisha lebo zenye nata ili ziweze kutambuliwa kwa urahisi kwa mkutano ujao.

Hatua ya 4: Kusanya Mzunguko wa Upimaji

1. Bunge la mkate

Pendekezo langu ni kutumia ubao wa mkate kuanzisha kwanza na kujaribu mzunguko kabla ya kujitolea kwa Bodi ya Vero na eneo. Hii inakupa fursa ya kubadilisha maadili ya sehemu au kurekebisha nambari ikiwa inahitajika kwa unyeti na utulivu. Vipimo vya kupitisha na kupokea vinahitaji kushikamana kwa hivyo vimejeruhiwa kwa mwelekeo mmoja na hii ni rahisi kujaribu kwenye ubao wa mkate kabla ya kuweka waya kwenye waya wa unganisho la baadaye na Bodi ya Vero.

Kukusanya vifaa kulingana na mchoro wa mzunguko na ambatanisha Vilabu vya Kichwa cha Detector ukitumia waya wa hookup.

Uunganisho na Arduino umetengenezwa vizuri kwa kutumia waya wa mkate uliounganishwa kwa waya iliyouzwa kwa ngao ya TFT. Kwa unganisho la pini ya Dijiti na Analojia niliongeza Kichwa cha kichwa ambacho kiliniwezesha kukwepa kuuza moja kwa moja kwa Bodi ya Arduino. (Tazama picha)

2. Maktaba za IDE

Hizi zinahitaji kupakuliwa na kuongezwa kwa IDE (Mazingira Jumuishi ya Maendeleo) ambayo hutumika kwenye kompyuta yako, inayotumika kuandika na kupakia nambari ya kompyuta kwenye bodi ya mwili. UTFT.h na URtouch.h iko kwenye faili ya zip hapa chini

Mikopo kwa UTFT.h na URtouch.h huenda kwa Rinky-Dink Electronics nimejumuisha faili hizi za zip kwani inaonekana Tovuti ya chanzo iko chini.

3. Upimaji

Nimejumuisha programu ya kujaribu kushughulikia usanidi wa kwanza ili uweze kushughulikia maswala ya mwelekeo wa coil. Pakia msimbo wa jaribio kwenye IDE ya Arduino na upakie kwenye Mega. Ikiwa kila kitu kinafanya kazi unapaswa kuona skrini ya jaribio kama hapo juu. Kila coil inapaswa kutoa kiwango thabiti cha hali ya takriban 4600uS katika kila roboduara. Ikiwa hali sio hii inabadilisha upepo wa vilima kwenye coil ya TX au RX na ujaribu tena. Ikiwa hii haifanyi kazi basi ninapendekeza uangalie kila coil peke yake na urudi kupitia mzunguko ili utatue. Ikiwa tayari una 2 au 3 inafanya kazi linganisha na coil / nyaya ambazo hazifanyi kazi.

Kumbuka: Upimaji zaidi umefunua kuwa capacitors 0.047uf kwenye ushawishi wa mzunguko wa RX juu ya unyeti wote. Ushauri wangu ni mara tu unapokuwa na mzunguko unaofanya kazi kwenye ubao wa mkate, jaribu kuongeza thamani hii na upimaji na sarafu kwani nimegundua kuwa hii inaweza kuboresha unyeti.

Sio lazima hata hivyo ikiwa una oscilloscope unaweza pia kuona Pulse ya TX na RX Pulse ili kuhakikisha kuwa koili zimeunganishwa kwa usahihi. Tazama maoni kwenye picha ili uthibitishe hili.

KUMBUKA: Nimejumuisha hati ya PDF katika sehemu hii na athari za oscilloscope kwa kila hatua ya mzunguko kusaidia kutatua shida zozote

Hatua ya 5: Jenga Mzunguko na Ufungaji

Mara tu kitengo kikijaribiwa kwa kuridhika kwako unaweza kuchukua hatua inayofuata na kujenga bodi ya mzunguko na ua.

1. Andaa Kilimo

Mpangilio wa vifaa kuu na uziweke katika kesi yako kuamua jinsi kila kitu kitatoshea. Kata Bodi ya Vero ili kubeba vifaa, hata hivyo, hakikisha unaweza kutoshea chini ya eneo hilo. Kuwa mwangalifu na Kifurushi cha Nguvu kinachoweza kuchajiwa kwani hizi zinaweza kuwa kubwa.

Piga mashimo ili kuingiza kuingia kwa nyuma kwa nyaya za kichwa, kubadili nguvu, bandari ya nje ya USB, Bandari ya Programu ya Arduino na jack ya sauti ya sauti ya stereo.

Kwa kuongezea kwa kuchimba mashimo haya 4 katikati ya upande wa mbele wa kesi ambapo kushughulikia kutakuwa, Mashimo haya yanahitaji kupitisha tai ya waya kupitia hizo katika hatua zijazo.

2. Kusanya Bodi ya Vero

Fuata Mchoro wa Mzunguko na picha hapo juu kuweka vitu kwenye Bodi ya Vero.

Nilitumia Pini za Mwisho wa PCB kuwezesha unganisho rahisi la nyaya za coil za kichwa na PCB. Panda Buzzer ya Piezo kwenye PCB pamoja na IC na transistors. Nilijaribu kuweka vifaa vya TX, RX vikiwa vimepangiliwa kushoto kwenda kulia na kuhakikisha kuwa viunganisho vyote kwa koili za nje vilikuwa mwisho mmoja wa Vero Boar. (angalia mpangilio kwenye picha)

3. Ambatisha nyaya za Coil

Jenga kishikilia kebo kwa nyaya zinazoingia ambazo zimehifadhiwa nje ya MDF kama inavyoonekana kwenye picha. Hii ina mashimo 8 yaliyotobolewa kwenye MDF kuwezesha nyaya kukaa sawa na Pini za Kituo cha PCB. Unapounganisha kila coil inalipa kujaribu mzunguko kwa hatua ili kuhakikisha mwelekeo sahihi wa coil.

4. Jaribu Kitengo

Unganisha kifurushi cha Power USB, Power switch, Audio Phone Jack na uweke wiring na nyaya zote ili kuhakikisha usawa katika kesi hiyo. Tumia Gundi ya Moto kushikilia vitu mahali ili kuhakikisha kuwa hakuna kitu ambacho kinaweza kunung'unika. Kulingana na hatua ya awali, pakia msimbo wa jaribio na uhakikishe kuwa coil zote zinafanya kama inavyotarajiwa.

Jaribu kuwa Ufungashaji wa Nguvu ya USB unachaji kwa usahihi wakati umeunganishwa nje. Hakikisha kuna idhini ya kutosha kushikamana na kebo ya Arduino IDE.

5. Kata Mlo wa Screen

Weka skrini katikati ya sanduku na uweke alama kando ya onyesho la LCD kwenye jopo la mbele tayari kwa kukata kaburi. Kutumia kisu cha ufundi na mtawala wa chuma kwa uangalifu alama kifuniko cha kesi na ukate nafasi.

Mara baada ya mchanga na kufunguliwa kutengeneza sura ya kifuniko kwa uangalifu wakati unahakikisha vifaa vyote, bodi, wiring, na skrini zinawekwa pamoja na spacers na gundi moto.

7. Jenga Visor ya Jua

Nilipata kizuizi cheusi cha zamani ambacho niliweza kukatakata na kutumia kama visor ya jua kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu. Gundi hii kwenye jopo la mbele ukitumia 5min sehemu mbili ya epoxy.

Hatua ya 6: Ambatisha Ushughulikiaji na Kesi kwa Kichwa cha Kichunguzi

Sasa kwa kuwa Detector Electronics na Kichwa zimejengwa kilichobaki ni kukamilisha kuweka kitengo salama.

1. Ambatisha Kichwa kwa Kushughulikia

Rekebisha kiunga cha kushughulikia ili kukuwezesha kuambatisha hii kwa kichwa ukitumia screws mbili. Kwa kweli, unataka kupunguza kiwango cha chuma karibu na koili kwa hivyo tumia screws ndogo za kuni na 5minute 2 sehemu ya gundi ya epoxy kufunga kwa kichwa. Tazama picha hapo juu.

2. Lace Up Kichwa Wiring

Kutumia Vifungo vya Cable kwa uangalifu funga wiring kwa kuongeza tai ya kebo kila cm 10 kando ya wiring iliyokingwa. Jihadharini kuhakikisha unapeana nafasi nzuri ya kesi hiyo kwa hivyo ni rahisi kuona skrini, kufikia udhibiti na kushikamana na vichwa vya sauti / plugs.

3. Ambatisha Elektroniki kwa Kushughulikia

Jenga Mlango wa Kupandisha digrii 45 kutoka MDF kukuwezesha kuambatanisha Kesi hiyo kwa pembe ambayo inamaanisha wakati unapofagilia detector kote ardhini unaweza kuona onyesho la TFT kwa urahisi. Tazama picha hapo juu.

Ambatisha Kesi ya Elektroniki kwa kushughulikia na Vifungo vya Cable vinavyopita kwenye kitalu kinachowekwa na kwenye kesi kupitia mashimo yaliyowekwa hapo awali.

4. Maliza Kichwa cha Detector

Vipimo vya Kichwa cha Detector vinahitaji kurekebishwa na hakuna harakati kwenye wiring kwa hivyo huu ni wakati mzuri wa kutumia Gundi ya Moto ili kufunga koili zote zilizopo vizuri.

Kichwa cha Detector pia kinahitaji kuzuia maji kwa hivyo ni muhimu kunyunyiza MDF na sealer wazi (hakikisha sealer haina chuma kwa sababu dhahiri).

Piga mashimo 5mm katikati ya kila coil na pitisha neli ya plastiki ya 5mm x 30mm ili kukuwezesha kushinikiza mishikaki ya mbao kwenye mchanga chini mara tu pini ilipoelekeza lengo. Tumia bunduki ya gundi moto kushika nafasi.

Kisha nikafunika juu ya kichwa na bamba la plastiki na chini na kifuniko cha kitabu nene cha plastiki wakati nikimaliza ukingo na mkato wa bomba la umeme rahisi na Moto Glued mahali.

Hatua ya 7: Mkutano wa Mwisho na Upimaji

1. Kuchaji

Weka chaja ya kawaida ya simu ya rununu kwenye bandari ya Micro USB na uhakikishe kuwa kitengo kinachajiwa vya kutosha.

2. Pakia Msimbo

Tumia IDE ya Arduino kupakia nambari iliyofungwa.

3. Kitufe cha kunyamazisha

Kitengo cha chaguo-msingi ni kunyamazisha nguvu juu. Hii inaashiria Kitufe cha Nyamazima nyekundu chini ya LHS ya skrini. Ili kuwezesha sauti bonyeza kitufe hiki na kitufe kinapaswa kwenda kijani kuashiria sauti kuwezeshwa.

Usiponyamazisha buzzer ya ndani na sauti ya nje ya sauti itatoa sauti.

4. Usawazishaji

Ulinganishaji unarudisha athari chini ya skrini chini ya mistari ya kizingiti. Wakati wa kwanza kuwasha kitengo kitasawazisha kiatomati. Kitengo ni thabiti sana hata hivyo ikiwa kuna haja ya urekebishaji hii inaweza kufanywa kwa kugusa kitufe cha calibrate kwenye skrini ambayo itarekebisha chini ya sekunde.

5. Vizingiti

Ikiwa ishara kwenye athari yoyote inazidi kizingiti cha mstari (laini iliyotiwa alama kwenye skrini) na Kitufe cha Mute kimezimwa basi ishara ya sauti itatolewa.

Vizingiti hivi vinaweza kubadilishwa juu na chini kwa kugusa skrini hapo juu au chini ya kila mstari wa kufuatilia.

6. Marekebisho ya PW na DLY

Muda wa Pulse kwa coil na ucheleweshaji kati ya kunde unaweza kubadilishwa kupitia onyesho la kugusa. Hii ni kweli mahali pa kujaribu na mazingira anuwai na hazina zinaweza kupimwa kwa matokeo bora.

7. Aina za Kuonyesha

Kuna aina 4 za maonyesho tofauti

Onyesha Chaguo 1: Nafasi ya Lengo chini ya Kichwa cha Kichunguzi Nia yangu ilikuwa kutumia koili 4 ili kupangilia msimamo wa lengo chini ya kichwa cha kipelelezi. Asili isiyo ya kawaida ya koili za utaftaji ilifanya changamoto hii hata hivyo-g.webp

Onyesha Chaguo la 2: Onyesha Ufuatiliaji wa Ishara kwa Kila Coil ya Utafutaji Hii inakuwezesha kufuatilia mahali ambapo kitu lengwa kiko chini ya kichwa kwa kuchora alama ya nguvu ya ishara kwenye skrini kwa kila koili ya utaftaji. Hii ni muhimu kuamua ikiwa una malengo mawili karibu karibu chini ya kichwa cha detector na nguvu ya jamaa.

Onyesha Chaguo 3: Sawa na chaguo 2, hata hivyo, na laini nzito hufanya iwe rahisi kuona.

Onyesha Chaguo 4: Sawa na chaguo 2, hata hivyo, inachora skrini zaidi ya 5 kabla ya kufuta athari. Nzuri kwa kunasa ishara zilizo dhaifu.

Ninajaribu shamba kwa wiki chache zijazo kwa hivyo nitachapisha hazina yoyote itakayopatikana.

Sasa nenda kafurahi na upate hazina !!

Hatua ya 8: Epilogue: Tofauti za Coil

Kumekuwa na maswali mengi mazuri, ya kupendeza na maoni juu ya usanidi wa coil. Katika ukuzaji wa hii inayoweza kufundishwa, kulikuwa na majaribio kadhaa na usanidi anuwai wa coil ambayo inafaa kutajwa.

Picha hapo juu zinaonyesha baadhi ya koili nilizojaribu kabla ya kukaa kwenye muundo wa sasa. Ikiwa una maswali zaidi nitumie ujumbe.

Kwa wewe kujaribu zaidi!

Tuzo ya Kwanza katika Changamoto ya Uvumbuzi 2017

Tuzo ya Kwanza katika Mashindano ya Sayansi ya Kuchunguza 2017