原文：https://circuitdigest.com/microcontroller-projects/arduino-metal-detector-circuit-code ARDUINO项目

金属探测器是一种安全装置，探测可能有害的金属。以前我们已经制作了非常简单的没有微控制器的金属探测器，现在我们正在使用Arduino建造金属探测器。在这个项目中，我们将使用线圈和电容器来检测金属。在这里，我们使用了Arduino Nano来构建这个金属探测器项目。对于所有电子爱好者来说，这是一个非常有趣的项目。无论此探测器检测到附近有任何金属，蜂鸣器都会非常迅速地发出蜂鸣声。

以下是使用Arduino构建简单的DIY金属探测器所需的组件。所有这些组件都应该在您当地的硬件商店中容易获得。

每当有电流流过线圈时，都会在线圈周围产生磁场。磁场的变化会产生电场。现在根据法拉第定律，由于该电场，线圈两端将产生一个电压，该电压与磁场的变化相反，这就是线圈产生电感的方式，这意味着所产生的电压与电流的增加相反。电感的单位为亨利，测量电感的公式为：

L = ( μ ο ∗ N 2 ∗ A ) / l L = (μ_ο * N^2 * A) / l L=(μο​∗N2∗A)/l Where, L- Inductance in Henries(电感，单位为亨利) μο- 透气性Permeability, its 4π*10-7 for Air N- Number of turns匝数 A- Inner Core Area (πr2) in m2 内芯面积 (πr2 )，单位为 m2 l- Length of the Coil in meters线圈长度，单位为米

当任何金属靠近线圈时，线圈就会改变其电感。电感的这种变化取决于金属类型。对于非磁性金属，它会减少，对于金属磁性材料（如铁），它会增加。

取决于线圈的磁芯，电感值会急剧变化。在下图中，您可以看到空心电感，在这些电感中，没有实心磁芯。它们基本上是残留在空中的线圈。电感器产生的磁场的流动介质是空的或空气的。这些电感器的电感值非常小。

当需要几微的亨利值时，可以使用这些电感器。对于大于几毫亨利的值，则不适合。在下图中，您可以看到带有铁氧体磁芯的电感器。这些铁氧体磁芯电感具有非常大的电感值。 请记住，此处缠绕的线圈是空心线圈，因此，当将一块金属片放在线圈附近时，该金属片将用作空心电感器的磁芯。通过这种金属作为芯，线圈的电感改变或显着增加。与没有金属片的情况相比，由于线圈电感的突然增加，LC电路的总电抗或阻抗发生了相当大的变化。

因此，在这个Arduino Metal Detector项目中，我们必须找到线圈的电感来检测金属。为此，我们使用了已经提到的LR电路（电阻器-电感器电路）。在此电路中，我们使用了大约20匝的线圈或直径为10cm的绕组。我们用了一个空的胶带卷，将电线缠绕在它周围制成线圈。

我们已经使用Arduino Nano来控制整个Metal Detector项目。LED和蜂鸣器用作金属检测指示器。线圈和电容器用于检测金属。信号二极管也用于降低电压。还有一个电阻，用于限制流至Arduino引脚的电流。

这款Arduino Metal Detector的工作有些棘手。在这里，我们将Arduino产生的块波或脉冲提供给LR高通滤波器。因此，在每个过渡阶段，线圈都会产生短的尖峰。产生的尖峰的脉冲长度与线圈的电感成正比。因此，借助这些尖峰脉冲，我们可以测量线圈的电感。但是这里很难精确地测量那些尖峰的电感，因为这些尖峰的持续时间非常短（约0.5微秒），而Arduino很难测量。

因此，我们取而代之的是使用一个由上升脉冲或尖峰充电的电容器。而且它只需几个脉冲就可以将电容器充电到Arduino模拟引脚A5可以读取其电压的程度。然后Arduino使用ADC读取该电容器的电压。读取电压后，通过将capPin引脚作为输出并将其设置为低电平，电容器迅速放电。整个过程大约需要200微秒。为了获得更好的结果，我们重复测量并取结果的平均值。这就是我们可以测量Coil的近似电感的方法。得到结果后，我们将结果传送到LED和蜂鸣器以检测金属的存在。查看本文末尾给出的完整代码以了解其工作原理。

本文结尾给出了完整的Arduino代码。在该项目的编程部分中，我们使用了两个Arduino引脚，一个用于生成要在Coil中馈入的块波，另一个使用了模拟引脚来读取电容器电压。除了这两个引脚，我们还使用了另外两个Arduino引脚来连接LED和蜂鸣器。

您可以在下面查看Arduino Metal Detector的完整代码和演示视频。您会看到，只要检测到金属，LED和蜂鸣器就会开始快速闪烁。

代码