ARDUINO METAL DEDEKTÖRÜ MODÜLÜ

Arduino’nun ne olduğunu herhalde artık bilmeyen yoktur sanırım. Ancak yine de açıklayayım. Arduino, açıkkaynak ve özgür bir elektronik geliştirme platformudur. Bir elektronik kart, bu karta uyumlu işlemci ailesi ve onlarca yardımcı sensör ve kalkan modülleri ile bazı haberleşme aygıtlarından oluşur. Bu ürünlerin her birini kopyalayabilir, üretip satabilir, geliştirebilirsiniz. Bu platformu kullanarak hayal ettiğiniz ve edebileceğiniz birçok projeyi gerçekleştirebilir, hatta başarılı işler çıkartırsanız iyi para kazanabilirsiniz.

Orjinal Arduino kartı. Üzerinde ATMEL-Atmega 328P işlemcisi görünüyor. Gerekli yazılımı yazıp yüklediğinizde projenize uygun işlemleri yaparak hayallerinizi gerçekleştirir.

Farklı amaçlar için üretilmiş arduino sensör modülleri. Bunları Arduino'ya bağlayarak veri toplar ve işleyerek projenizi çalıştırırsınız.

Bu modülleri incelerken "acaba aralarında ne yok, ben bu modüllere bir yenisini eklemek isteseydim ne yapabilirdim?" diye sorduğumda, aralarında basit de olsa bir metal dedektörü modülünün bulunmadığını farkettim. Bunu farketmemle beraber modül halinde basit, üretimi kolay ve endüstriyel olarak kolayca üretilebilir bir metal dedektörü modülünü yapıp yapamayacağımı düşünmeye başladım ve sonunda fikir olarak bir prototip geliştirdim.

Bu yazımda sizlere, bizzat geliştirdiğim (aslında geliştirmek terimi böyle basit bir devre için doğru olmayabilir) bir arduino modülünü göstereceğim. Modül, bir metal yaklaştırıldığında arduino’nun analog pinlerine voltaj değerleri gönderecek, ve arduino’dan bu değeri yorumlatarak metal olup olmadığını, hatta uygun prosedürler takip edilirse ne tür bir metal olduğunu çıktı olarak okuyabilmenizi sağlayacaktır.

Hazırsanız başlayalım.

Öncelikle uygun modül geliştirmede aklımda birden fazla fikir vardı ancak bunların hiçbirisi modüler tasarım yapmaya uygun değildi. Genellikle fazla büyük ve hantal oluyorlardı. Küçük yapmaya kalktığımda ise son derece etkisiz kalabiliyorlardı. Tam bunları düşünürken internette, çin sitelerinde satılan bir ürün dikkatimi çekti.

Yukarıdaki resim bir youtube vidyosundan alıntıdır. Ürün, demonte halde satılmaktadır ve youtuber bunu toplayarak testler yapmıştır. Devre, boştayken belli bir frekansta osilasyon üretmektedir. Madeni bir cisim yaklaştırıldığında ise osilasyon bozulmakta ve bu durum transistörler tarafından tespit edilerek bir aktif buzzer çalıştırılmaktadır. 

Devre şeması:

Görüldüğü gibi aslında çok basit bir devre şeması vardır. Bobinler kart tipidir ve ilk transistör ile beraber bir “joule hırsızı” devresi oluşturulmuştur. Joule hırsızı devresi, tek transistör ve bir transformatör kullanılarak gerçekleştirilmiş basit bir osilatördür. Kendisine uygulanan DC gerilimi hızla anahtarlayarak çıkışına yüksek frekansta gerilim verir.

Ben de bu devreden yola çıkarak, arduino için daha basit, daha yapımı kolay bir metal dedektörü devresi yapmak istedim. Ortaya böyle bir şey çıktı:

Devrenin çalışma prensibi basittir. Devre aslında basit bir joule thief devresidir ve boştayken salınım üretmektedir. Bu salınım, çıkışa belli bir voltaj değeri göndermektedir. Zener diyodu ile bu voltaj değeri, Arduino'nun analog pin voltajının doruk güvenli düzeyine (5Volt) sabitlenmiştir. Akım da aynı şekilde Arduino’yu bozmamak için yeter seviyede düşüktür. Devrenin transformatörünü oluşturan kart tipi sarmal yol kısmına bir madeni eşya yaklaştırıldığında, bobinin manyetik indüktansı ani olarak değişir ve joule thief devresi salınım üretmeyi durdurur. Devrenin salınım üretmesinin durması, ya da en azından azalması, çıkış voltajını etkiler. Bu, arduino tarafından okunarak yorumlanacaktır.

Devrenin PCB yapısına bakın:

Resimlerde modülün bakır ve eleman yüzeylerinin KiCAD'da oluşturulmuş modellerini görmektesiniz. Transformatör, sarmal şekilde oluşturulmuş iki ayrı bakır yoldan oluşmaktadır. Modülün sensör kısmı burasıdır. Elemanlar SMD değil, standart kolay bulunabilen THT tiptir. Dolayısıyla herkes kolayca yapabilir. PCB'nin sağ alt kısmında modülün hook up kaplo ile Arduino'ya bağlanacağı pin header'lar görünmektedir. En üstteki pin SIGNAL pinidir ve veri buradan okunacaktır. Ortadaki pin VCC pini olup, 3,3V ya da 5V girişi buradan uygulanacaktır. GND ise aynen GND'pinine bağlanacaktır. 

Kartın transformatörünü oluşturan sarmal bobinine (metal tesbit alanı) bir madeni eşya yaklaşırsa devrenin ürettiği çıktı değişir. Öyle tahmin ediyorum ki bu çıktı Arduino tarafından yorumlanabilir bir çıktı türüdür. 

PCB'nin daha okunaklı hali:

Bağlantı şekli şöyle olacaktır:

Devreyi maalesef deneme şansım olmadı. Çıkan aksilikler sonucunda gerçekleştiremedik ve elimde asitli-perhidrollü baskı imkanı olmadığı için asla yapamadım. Dolayısıyla bu devreyi yapmayı düşünürseniz, önce testlerden geçirmeli, gerekirse modifikasyonlar yapmalısınız. Bunu size baştan yazmam gerekiyor, çünkü bu benim için bir sorumluluk. Bu sitede çoğunluğu denenmemiş devreler paylaşsam da, zararlı çıkmamanız ve zamanınızı boşa harcamamanız için zaman zaman uyarmalıyım.

Devam ediyoruz...

Bu devre ne işe yarar:

-Çıkan sinyal sadece HIGH veya LOW şeklinde olmayacağı yani lineer olacağı için, tesbit mesafesini sabit tutarsanız metal cinslerini dahi Arduino'ya tesbit ettirebilirsiniz. 

-Şayet mesafeyi sabit tutmazsanız, bu kez çevredeki metalleri algılayabilen bir robot ya da cihaz yapabilirsiniz. 

-Bir konveyör (üretim bandı) üzerinden geçen ürünleri saydırabilir, ya da cisimlerin metal olanını/olmayanını saydırabilirsiniz.

-Arduino tabanlı çeşitli metal tesbit projelerinde kullanabilirsiniz.

Eğer proje ilginizi çektiyse gerber olarak paylaşıyorum. Aşağıdan indirip deneyebilirsiniz. Ya da aklınıza takılan birşeyler olursa aşağıdaki yorumlarda yazabilirsiniz. 

Arduino Metal Dedektörü SER1040'ı BURADAN İNDİRİN.

Resimde gördüğünüz ürünün videosu:

Díky kanálu DiodeGoneWild a Danykovi.

Youtuber'ın elektronik sitesi: https://danyk.cz/

İyi çalışmalar ve sağlıklı günler dilerim.

seron

basitelektronikprojeler.blogspot.com