メタルディテクタ回路解説: プロフェッショナル向けガイド

セキュリティは、世界のどこにいても優先される数少ない事項の1つです。その結果、ほとんどの公共および私有の場所やエリアでのセキュリティチェックインは当然のこととなっています。警備員の場合、ウォークスルー型メタルディテクタまたはワンドを使用します。セキュリティチェックポイントのメタルディテクタは、シンプルなメタルディテクタ回路を使用します。この記事では、メタルディテクタ回路について深く掘り下げます。メタルディテクタは今日かなり標準的です。

典型的なセキュリティワンド以外にも、メタルディテクタにはさまざまな形態があります。例えば、シンプルな地中探査用メタルディテクタやアートメタルディテクタなどです。

メタルディテクタ回路の動作原理

メタルディテクタ回路は、交流を生成する発振器を使用します。金属がアクティブなとき、渦電流が金属を通過します。したがって、生成された電流がコイルを通過します。これにより、交流磁場が生成されます。

磁場はコイルに最も近い金属を引き付けます。その結果、金属は金属にリンクした磁場を変化させます。その結果、回路上のコイルが磁場の変化を検出します。

利点

メタルディテクタ回路はシンプルで使いやすいです。
近接センサはマイクロコントローラとして機能できます。

欠点

メタルディテクタは検出範囲が短いです。
非金属物体の選択的識別が困難です。

メタルディテクタの作り方

メタルディテクタ回路解説: プロフェッショナル向けガイド — ジャガディシュ・チャンドラメタルディテクタ特許

シンプルな回路の構築に焦点を当てましょう。

コンポーネントの詳細

TDA0161近接検出IC

TDA0161近接検出ICは金属物体を検出します。渦電流周波数の変化を遅延なく検出することでこれを行います。

調整回路の助けを借りて、TDA0161は発振器として動作します。電源電流のすべての変化が出力信号を決定します。電流がハイ信号を検出すると、金属が存在します。しかし、金属の存在がない場合、信号はローになります。

一般的に、TDA0161は8ピンのデュアルインラインパッケージです。

受信コイル

受信コイルは30AWGエナメル銅線で構成されます。または、コイルに巻かれた任意の導電性材料と交換できます。

受信コイルを巻き上げたら、直径5.8cmであることを再確認してください。このコイルを作るために使用される総ターン数は140〜150ターンの範囲です。

回路

この例で使用する回路はLC回路です。インダクタとコンデンサが並列に接続されています。近くに同一周波数の材料があると、回路は共振します。コンデンサとインダクタの両方が交互に充電されます。

コンデンサが完全に充電されると、電荷がインダクタに流れます。他のケースでは、コンデンサに電荷がないときにインダクタが充電を開始します。この場合、コンデンサがインダクタから電荷を引き出します。

その結果、インダクタの電荷が減少します。インダクタに続く充電プロセスを補うためにコンデンサが充電されます。結論として、誘導コイルは磁場蓄積デバイスです。一方、コンデンサは電場蓄積デバイスです。

回路と結果の詳細説明

すべてのコンポーネントを接続し、レイアウトしたので、実験を開始します。実験に深く潜ってみましょう。

L1とC1を含むLC回路は、近くの金属に共振周波数を取得します。その結果、金属と磁石の吸引力が電場を生成します。その結果、コイルに電流誘導が起こります。最後に、受信コイルを通る信号フローが変化します。
可変抵抗で近接センサ値をLC回路と等しくします。実験中、受信コイルが金属に近づいていないときの値を確認します。受信コイルが金属を検出すると、位相フィードバック信号が変化します。
近接検出器が信号変化を検出して反応します。近接センサからの出力信号は、金属検出がないとき1mAになります。金属検出がある場合、結果は10mAになります。
出力がハイになると、R3抵抗がQ1トランジスタに正電圧を示します。その結果、Q1がオンになり、LEDが点灯します。その後、ブザーが鳴るかオーディオ信号を出します。R2抵抗が最終的に電流を制限します。