Detektor Logam Arduino IB Sensitif DIY dengan Diskriminasi

Kode

• Kode Arduino
• LcdBarGraph lib.

Kode ArduinoArduino

// Detektor logam keseimbangan induksi// Kami menjalankan CPU pada 16MHz dan jam ADC pada 1MHz. Resolusi ADC dikurangi menjadi 8 bit pada kecepatan ini.// Timer 1 digunakan untuk membagi jam sistem sekitar 256 untuk menghasilkan gelombang persegi 62.5kHz. // Ini digunakan untuk menggerakkan timer 0 dan juga untuk memicu konversi ADC.// Timer 0 digunakan untuk membagi output timer 1 dengan 8, memberikan sinyal 7.8125kHz untuk menggerakkan koil transmisi.// Ini memberi kita 16 ADC siklus clock untuk setiap konversi ADC (sebenarnya membutuhkan 13,5 siklus), dan kami mengambil 8 sampel per siklus tegangan penggerak koil.// ADC mengimplementasikan empat detektor peka fase pada interval 45 derajat. Menggunakan 4 bukan hanya 2 memungkinkan kita untuk membatalkan harmonik ketiga dari // frekuensi koil.// Timer 2 akan digunakan untuk menghasilkan nada untuk lubang suara atau headset.// Rasio pembagian lain untuk timer 1 dimungkinkan, dari sekitar 235 ke atas.// Pengkabelan:// Hubungkan pin digital 4 (alias T0) ke pin digital 9// Hubungkan pin digital 5 melalui resistor ke kumparan primer dan kapasitor tuning// Hubungkan output dari penguat penerima ke pin analog 0. Output penerima amplifier harus bias sekitar setengah dari referensi analog.// Saat menggunakan daya USB, ubah referensi analog ke pin 3.3V, karena terlalu banyak noise pada rel +5V untuk mendapatkan sensitivitas yang baik.#include  #include #define max_ampRata-rata 200LiquidCrystal lcd(6, 7, 10, 11, 12, 13);LcdBarGraph lbg(&lcd, 16, 0, 1); #define TIMER1_TOP (259) // dapat menyesuaikan ini untuk menyempurnakan frekuensi agar koil disetel (lihat di atas)#define USE_3V3_AREF (1) // setel ke 1 berjalan pada Arduino dengan daya USB, 0 untuk tertanam atmega28p tanpa suplai 3.3V tersedia // Definisi pin digital // Pin digital 0 tidak digunakan, namun jika kita menggunakan port serial untuk debugging maka input serialconst int debugTxPin =1; // mengirimkan pin yang disediakan untuk debuggingconst int encoderButtonPin =2; // tombol encoder, juga IN0 untuk bangun dari mode tidurconst int earpiecePin =3; // lubang suara, alias OCR2B untuk pembangkitan nadaconst int T0InputPin =4;const int coilDrivePin =5;const int LcdRsPin =6;const int LcdEnPin =7;const int LcdPowerPin =8; // Pengaktifan daya dan lampu latar LCDconst int T0OutputPin =9;const int lcdD4Pin =10;const int lcdD5Pin =11; // pin 11-13 juga digunakan untuk ICSPconst int LcdD6Pin =12;const int LcdD7Pin =13;// Definisi pin analogconst int receiverInputPin =0;const int encoderAPin =A1;const int encoderBpin =A2;// Pin analog 3-5 tidak digunakan// Variabel yang hanya digunakan oleh bin ISRint16_t[4]; // bin digunakan untuk mengakumulasi pembacaan ADC, satu untuk masing-masing dari 4 fasesuint16_t numSamples =0;const uint16_t numSamplesToAverage =1024;// Variabel yang digunakan oleh ISR dan di luar rata-rata int16_t yang mudah menguap[4]; // ketika kita telah mengumpulkan cukup bacaan di tempat sampah, ISR menyalinnya ke sini dan memulai lagi volatile uint32_t ticks =0; // penghitung centang sistem untuk ketepatan waktu volatil bool sampleReady =false; // menunjukkan bahwa array rata-rata telah diperbarui// Variabel yang digunakan hanya di luar kalib ISRint16_t[4]; // nilai (ditetapkan selama kalibrasi) yang kita kurangi dari rata-rata volatil uint8_t lastctr; volatil uint16_t misses =0; // ini menghitung berapa kali ISR ​​terlambat dieksekusi. Harus tetap nol jika semuanya bekerja dengan benar.const double halfRoot2 =sqrt(0.5);const double quarterPi =3.1415927/4.0;const double radiansToDegrees =180.0/3.1415927;// Sampel dan penahanan ADC terjadi 2 jam ADC (=32 sistem clocks) setelah flag overflow timer 1 disetel.// Ini memperkenalkan sedikit kesalahan fase, yang kami sesuaikan dalam perhitungan.const float phaseAdjust =(45.0 * 32.0)/(float)(TIMER1_TOP + 1);float threshold =5.0; // lebih rendah =sensitivitas lebih besar. 10 hampir dapat digunakan dengan koil yang seimbang. // Pengguna akan dapat menyesuaikan ini melalui pot atau rotary encoder.void setup(){ lcd.begin(16, 2);// LCD 16X2 pinMode(encoderButtonPin, INPUT_PULLUP); digitalWrite(T0OutputPin, RENDAH); pinMode(T0OutputPin, OUTPUT); // pin pulsa dari timer 1 digunakan untuk mengumpankan timer 0 digitalWrite(coilDrivePin, LOW); pinMode(coilDrivePin, OUTPUT); // keluaran timer 0, gelombang persegi untuk menggerakkan transmisi koil cli(); // Menghentikan timer 0 yang diatur oleh inti Arduino TCCR0B =0; // hentikan timer TIMSK0 =0; // nonaktifkan interupsi TIFR0 =0x07; // hapus semua interupsi yang tertunda // Atur ADC untuk memicu dan membaca saluran 0 pada timer 1 overflow#if USE_3V3_AREF ADMUX =(1 <> 8); OCR1AL =(TIMER1_TOP/2 &0xFF); ICR1H =(TIMER1_TOP>> 8); ICR1L =(TIMER1_TOP &0xFF); TCNT1H =0; TCNT1L =0; TIFR1 =0x07; // hapus semua interupsi yang tertunda TIMSK1 =(1 <
 15000) *p =15000; } else { *p -=nilai; jika (*p <-15000) *p =-15000; } if (ctr ==7) { ++numSamples; if (numSamples ==numSamplesToAverage) { numSamples =0; if (!sampleReady) // jika sampel sebelumnya telah digunakan { memcpy((void*)averages, bins, sizeof(averages)); sampelSiap =benar; } memset(tempat sampah, 0, sizeof(tempat sampah)); } }}void loop(){ while (!sampleReady) {} uint32_t oldTicks =ticks; if (digitalRead(encoderButtonPin) ==LOW) { // Tombol kalibrasi ditekan. Kami menyimpan keluaran detektor fase saat ini dan menguranginya dari hasil di masa mendatang. // Ini memungkinkan kita menggunakan detektor jika koil sedikit tidak seimbang. // Akan lebih baik untuk meratakan beberapa sampel daripada hanya mengambil satu. for (int i =0; i <4; ++i) { calib[i] =rata-rata[i]; } sampelSiap =salah; Serial.print("Terkalibrasi:"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Kalibrasi... "); for (int i =0; i <4; ++i) { Serial.write(' '); Serial.print(kalib[i]); lcd.setCursor(0,1); lcd.print(' '); lcd.print(kalib[4]); lcd.print(""); } Serial.println(); } else { untuk (int i =0; i <4; ++i) { rata-rata[i] -=kalib[i]; } const ganda f =200.0; // Pijat hasilnya untuk menghilangkan kepekaan terhadap harmonik ke-3, dan bagi dengan 200 double bin0 =(rata-rata[0] + halfRoot2 * (rata-rata[1] - rata-rata[3]))/f; double bin1 =(rata-rata[1] + halfRoot2 * (rata-rata[0] + rata-rata[2]))/f; double bin2 =(rata-rata[2] + halfRoot2 * (rata-rata[1] + rata-rata[3]))/f; double bin3 =(rata-rata[3] + halfRoot2 * (rata-rata[2] - rata-rata[0]))/f; sampelSiap =salah; // kita sudah selesai membaca rata-ratanya, jadi ISR ​​bebas untuk menimpanya lagi double amp1 =sqrt((bin0 * bin0) + (bin2 * bin2)); amp2 ganda =kuadrat((bin1 * bin1) + (bin3 * bin3)); double ampRata-rata =(amp1 + amp2)/2.0; // Sample/hold ADC berlangsung 2 jam setelah timer overflow double phase1 =atan2(bin0, bin2) * radiansToDegrees + 45.0; double phase2 =atan2(bin1, bin3) * radiansToDegrees; if (fase1> fase2) { suhu ganda =fase1; fase1 =fase2; fase2 =suhu; } double phaseRata-rata =((phase1 + phase2)/2.0) - phaseAdjust; if (fase2 - fase1> 180,0) { if (rata-rata fase <0,0) { rata-rata fase +=180,0; } else { rata-rata fase -=180.0; } } // Untuk tujuan diagnostik, cetak jumlah nampan individu dan 2 keuntungan dan fase yang dihitung secara independen Serial.print(misses); Serial.write(' '); if (bin0>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin0, 2); Serial.write(' '); if (bin1>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin1, 2); Serial.write(' '); if (bin2>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin2, 2); Serial.write(' '); if (bin3>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(bin3, 2); Serial.print(""); Serial.print(amp1, 2); Serial.write(' '); Serial.print(amp2, 2); Serial.write(' '); if (fase1>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(fase1, 2); Serial.write(' '); if (fase2>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(fase2, 2); Serial.print(""); // Cetak amplitudo dan fase akhir, yang kami gunakan untuk memutuskan apa (jika ada) yang kami temukan) if (ampAverage>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print(ampRata-rata, 1); Serial.write(' '); lcd.setCursor(0,0); lcd.print(""); lcd.print(ampRata-rata); lcd.setCursor(0,1); lbg.drawValue(ampAverage, max_ampAverage); if (phaseAverage>=0.0) Serial.write(' '); Serial.print((int)faseRata-rata); // Putuskan apa yang telah kami temukan dan beri tahu pengguna jika (ampAverage>=threshold) { // Ketika dipegang sejajar dengan pusat kumparan:// - logam non-ferrous memberikan pergeseran fasa negatif, mis. -90deg untuk tembaga atau aluminium tebal, zaitun tembaga, -30deg untuk aluminium tipis. // Logam besi memberikan pergeseran fasa nol atau pergeseran fasa positif kecil. // Jadi kita akan mengatakan bahwa apa pun dengan pergeseran fase di bawah -20deg adalah non-ferrous. if (phaseAverage <-20.0) { Serial.print(" Non-ferrous"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Tidak Berbahaya "); } else { Serial.print("Besi"); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Besi"); } float temp =ampRata-rata; int thisPitch =peta (temp, 10, 200, 100, 1500); nada(3, Nada Ini,120); while (temp>
 ambang batas) { Serial.write('!'); suhu -=(ambang/2); } } Serial.println(); } while (ticks - oldTicks <8000) {} }

LcdBarGraph lib.C/C++

Tidak ada pratinjau (hanya unduhan).

Skema