فلزیاب یک دستگاه بسیار رایج است که برای چک کردن افراد ، چمدان‌ها یا کیسه ها در مراکز خرید، هتل‌ها، سالنهای سینما و … برای اینکه اطمینان حاصل شود که فرد هیچ فلزی یا مواد غیر قانونی مانند اسلحه ، بمب و غیره را حمل نمی کند، استفاده می شود.
انواع مختلفی از فلزیابها مانند فلزیاب های دستی وجود دارد. فلزیاب ها را میتوان به راحتی ساخت. مدار اصلی یک فلزیاب زیاد پیچیده نیست اما مدار های متفاوتی دارند که باعث قدرتمند شدن این وسیله نیز شده است. ما در اینجا فقط برای آشنایی شما با طرز کار کلی این وسیله شرحی از یک مدار فلزیاب نمونه ی ساده ی آن را بیان کرده ایم.
در این قسمت ما طراحی یک مدار فلزیاب با وسایلی که شاید در خانه یا باغ خانه خودمان داشته باشیم برای شما شرح می دهیم.
شکل زیر، شکل مدار فلزیاب ساده است.
قطعات مورد نیاز برای ساخت مدار فلزیاب :
- یک عدد آی سی آشکار ساز مجاورت به نام TDA0161
- دو عدد خازن سرامیکی کد ۴۷۳ با ظرفیت nF47
- یک مقاومت 1 کیلو اهمی با توان 1.4 وات
- یک مقاومت 330 اهمی با توان 1.4 وات
- یک پتانسیومتر 5 کیلو اهمی
- یک ترانزیستور NPN 2N2222A
- یک هشدار 5 ولت
- هسته (سیم مسی 26 _ 30 AWG به یک هسته با قطر 5_6 سانتی متر به تعداد 140 تا 150 دور بپیچد)
- قطعات اضافی برای LED شامل یک مقاومت 220 اهمی با توان 1.4 وات و یک LED به اندازه 5 میلی متر
شرح کلی :
TDA0161 یک آشکارساز ساخته شده توسط STMicroelectronics است. این قطعه برای شناسایی اشیاء فلزی توسط تغییرات جزئی با هدررفت جریان مخالف در فرکانس بالا مورد استفاده قرار گیرد.
آی سی TDA0161 با کمک یک مدار خارجی (Tuned) تنظیم شده به عنوان یک نوسانگر عمل می کند. این آی سی تغییرات در جریان فعلی سیگنال خروجی را تعیین میکند. یعنی زمانی که یک شیء فلزی نزدیک آن است جریان مقدار بالایی دارد و وقتی شیء فلزی نزدیک آن نیست جریان مقدار پایینی دارد.
آی سی TDA0161 دارای 8 پین است. احتمال دارد شما نتوانید این آی سی را در بازار پیدا کنید اگر همچین اتفاقی افتاد می توانید آی سی جایگزین استفاده کنید.
هنگامی که مدار LC که شامل L1 و C1 است هرگونه تشدید فرکانسی از طرف هر جور فلزی که نزدیک آن است دریافت می کند. میدان الکتریکی ایجاد می شود که منجر به ایجاد جریان در هسته میشود تغییراتی در سیگنال از طریق هسته می کند.
مقاومت متغیر یا پتانسیومتر برای تغییر مقدار سنسور برابر با مقدار مدار LC استفاده می شود، بهتر است این مقدار را وقتی که فلزی نزدیک به سیم پیچ وجود ندارد، چک کنید. هنگامی که فلز شناسایی شود، مدار LC تغییر سیگنال می کند. سیگنال تغییر داده شده به سنسور TDA0161 داده می شود که می تواند تغییر در سیگنال را تشخیص دهد و به همین ترتیب واکنش نشان می دهد. خروجی این سنسور از 1 میلی آمپر خواهد بود زمانی که هیچ فلزی شناسایی نشده تا حدود 10 میلی آمپر در حالی که سیم پیچ نزدیک به یک فلز باشد. هنگامی که پین خروجی ولتاژ بالا باشد ، مقاومت R3 ولتاژ مثبت را برای ترانزیستور Q1 فراهم می کند در نتیجه Q1 روشن خواهد شد و منجر به زنگ زدن هشدار خواهد شد مقاومت R2 نقش محدود کننده جریان را دارد.
نمودار بلوک دیاگرام مدار فلزیاب :
سه بخش اصلی در مدار فلزیاب وجود دارد: مدار LC ، سنسور مجاورت TDA0161 و LED خروجی و زنگ هشدار.
سیم پیچ و خازن C1 که به صورت موازی بسته شده اند یک مدار LC را تشکیل می دهند.
مدار LC چیست؟
مدار LC دارای سلف و خازن است که به صورت موازی به هم متصل شده باشند. این مدل از مدار هنگامی که ماده ای با فرکانس مشابه در نزدیکی آن وجود داشته باشد تشدید می شود. مدار LC سلف و خازن را متناوبا شارژ میکند. هنگامی که خازن به طور کامل شارژ می شود، شارژ آن به سلف منتقل میشود.
سنسور مجاورت چیست؟
می تواند اشیا را با هر نوع تداخل فیزیکی تشخیص دهد. این سنسور همانند سنسور مادون قرمز کار میکند سنسورهای مجاورت مختلفی برای شناسایی مواد وجود دارد مثلا برای تشخیص مواد پلاستیکی ما از سنسور نوع خازنی استفاده می کنیم و برای فلزات باید از نوع القایی استفاده کنیم.
روش کار کردن مدار فلزیاب
مدار LC که شامل L1 (هسته) و C1 به عنوان بخش اصلی آشکارسازی مدار فلزیاب است. با کمک این مدار که به عنوان مدار مخزن یا Tuned نامیده می شود، آی سی TDA0161 به عنوان یک نوسان کننده یا اسیلاتور در یک فرکانس خاص عمل می کند.
هنگامی که مدار LC در هر فرکانسی فلزی را در نزدیکی خود تشخیص می دهد میدان الکتریکی ایجاد خواهد شد که منجر به ایجاد جریان در هسته و تغییر در سیگنال از طریق هسته می شود.
مقاومت متغیر یا پتانسیومتر برای تغییر مقدار سنسور مجاورت برای برابری با مدار LC استفاده می شود بهتر است مقدار آن را زمانی که هست که در نزدیکی فلز قرار ندارد بررسی کنید زیرا زمانی که فلزی شناسایی شود سیگنال مدار LC تغییر می کند.
سیگنال تغییر داده شده به سنسور مجاورت (TDA 0161) داده می شود که این سنسور تاخیر در سیگنال را تشخیص میدهد و به آن واکنش نشان می دهد هنگامی که خروجی سنسور کمتر از 1 میلی آمپر باشد یعنی هیچ فلزی شناسایی نشده و حدود 10 میلی آمپر باشد (معمولا بیشتر از 8 میلی آمپر) زمانی است که هسته در نزدیکی فلز است.
هنگامی که ولتاژ خروجی بالا باشد مقاومت R3 ولتاژ مثبت را برای ترانزیستور Q1 فراهم خواهد کرد که این باعث می شود این ترانزیستور روشن شده و LED روشن شود.
مزایا این مدار فلزیاب
مدار فلزیاب متشکل از LC و آی سی TDA0161 این است که بسیار ساده و آسان است و می تواند برای تشخیص فلزات کوچک مانند آهن و طلا و نقره که گاهی وقت ها باعث سر در گمی و کلافگی ما برای پیدا کردن آن شی می شوند در خانه ها و دفاتر و باغات ما استفاده شود.
معایب این مدار فلزیاب
عیب اصلی این مدار فلزیاب دامنه تشخیص آن است. شی فلزی باید در فاصله 10 میلیمتری باشد تا فلزیاب بتواند آن را شناسایی کند.
