Spirit PI

Donativos:

El propósito de este proyecto es hacer un detector por inducción de pulsos barato pero efectivo. Si quieres apoyar el proyecto puedes hacer tu donación aquí! Muchas gracias!

Descripción:

“Spirit PI” es un detector de metales por inducción de pulsos. Este detector de metales se basa en un microcontrolador Arduino o ESP32 y un teléfono inteligente. Es más fácil hacer que un detector de metales VLF porque no necesita ajustar las bobinas y ajustar el balance de las bobinas. En este detector de metales solo usamos una bobina que al mismo tiempo es la bobina transmisora ​​Tx y la bobina receptora Rx. La misma bobina envía la señal y luego la recibe. Este tipo de detector de metales (inducción de pulso) funciona a una frecuencia muy baja, solo unos 60 Hz, lo que nos permite procesar la señal más fácilmente, por ejemplo, con la ayuda de un microcontrolador Arduino.
Para hacerlo inalámbrico, decidí usar un módulo Bluetooth hc-05 y de esta manera enviar los datos recibidos de la bobina al teléfono inteligente. Para procesar los datos en el teléfono inteligente usaremos mi nueva aplicación “Spirit PI” detector de metales inalambrico.

Por el momento el proyecto está en modo de desarrollo. Todo ya funciona, pero todavía tengo que hacer pruebas finales de la aplicación antes de subirla a PlayStore. Esta página pronto se actualizará y agregaré toda la información para que pueda construir este detector de metales inalámbrico.
Puedes suscribirte a mi blog y a mi canal de YouTube para recibir la notificación cuando publique el proyecto completo.

los componentes que vamos a necesitar:

  • Un Arduino (nano, mega, uno e.t.c) o ESP32 microcontrolador
  • Bluetooth modulo HC-05 or HC-06
  • Un Smartphone (android 4.4 o mas alto)
  • Alambre de cobre esmaltado de grosor 0.4 - 0.7 (para hacer 25 vueltas sobre un circulo con el diametro 19 cm)
  • Un MOSFET IRF740
  • Un transistor BC547 y BC557
  • Un amplificador TL072
  • C3 - Capacitor (1000mF 16V)
  • C2 - Capacitor (10mF 16V)
  • C1 - Capacitor (1mF 16V)
  • Dos diodes N4148
  • R1, R3 - Resistencias ( 1kΩ 0.3w )
  • R2 - Resistencia ( 6.8kΩ 0.3w )
  • R4 - Resistencia ( 100Ω 0.3w)
  • R5 - Resistencia ( 150Ω 0.3w)
  • R7 - Resistencia ( 220Ω 1w )
  • R6 - Resistencia ( 390Ω 0.3w )
  • R10, R12 - Resistencia ( 47kΩ 0.3w )
  • R9 - Resistencia ( 62kΩ 0.3w )
  • R8 - Resistencia ( 2MΩ 0.3w )
  • R11, R13 - Resistencias ( 100kΩ 0.3w )
  • R14 - Resistencia ( 10kΩ 0.3w )

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Paso 1: La bobina

La bobina es bastante simple y solo tiene 25 vueltas. Para aumentar la sensibilidad puede intentar aumentar o disminuir algunas vueltas. En este video tutorial puede ver cómo se hace. Hay varias formas de hacer la bobina, pero me gusta la forma en que lo hago en el video. El diámetro de la bobina es de 20 cm y el grosor del alambre esmaltado es de 0,7 mm. Podemos utilizar desde 0,5 mm hasta 0,7 mm del grosor del alambre.

3D modelos para imprimir:

Aquí puede encontrar modelos 3D para el molde de la bobina para descargar e imprimir en la impresora 3D. El diámetro de la bobina debe ser de 200 mm para que entre en el molde.

El molde para la bobina está hecho de 5 partes. Las partes están conectadas entre sí con conectores y luego podemos pegarlas con un pegamento.
La parte del conector que conecta las tres partes de la bobina esta en el archivo solo una, pero necesitamos 3 conectores. Simplemente multiplica la pieza 3 veces y tendrás 3 conectores.

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Paso 2: Aumentar la velocidad de transmision de HC-05

La nueva versión está disponible, si va a hacer que el circuito con el microcontrolador ESP32 simplemente omita este paso, ya que el microcontrolador ESP32 ya tiene un módulo bluetooth y no es necesario que lo ajuste.

Lo primero que debemos hacer es preparar todo antes de montarlo en una placa PCB. Todos los componentes están listos para ser utilizados, solo tenemos que cargar el sketch en arduino y aumentar la velocidad de transmisión del módulo Bluetooth hc-05.
Antes de cargar el sketch principal en el arduino, debemos cargar un sketch pequeño que nos ayude a elegir la velocidad en baudios del módulo bluetooth hc-05 y cambiar el nombre del módulo bluetooth.
Este método es solo para el módulo bluetooth hc-05. Si tiene otro módulo de bluetooth, por ejemplo hc-06, puede buscar en Internet, hay mucha información sobre este tema.
Primero, toma el arduino y conéctalo a la PC. Subimos el sketch que encontrará aquí, el sketch se llama “Sketch_commands_at“. Cuando el sketch ya está arriba conectamos el módulo bluetooth. El pin “Tx” del módulo bluetooth está conectado al pin digital 10 del arduino, y el pin “Rx” del módulo bluetooth está conectado al pin digital 11 del arduino.
Para activar el modo de comandos AT del módulo Bluetooth, debemos hacer lo siguiente:
Presionamos el botón que tiene el módulo Bluetooth HC-05 al mismo tiempo que encendemos la alimentación. El LED comenzará a parpadear lentamente, lo que significa que está en el modo AT, y podemos enviar los comandos AT al módulo Bluetooth. Ahora abrimos el programa Arduino IDE  y abrimos el Monitor serie, puedes encontrarlo en Herramientas. En el Monitor serie, asegúrese de que “Ambos NL y CR” y “38400 baudios” estén seleccionados.
Ahora escribimos: “AT” en Monitor series y presionamos enter. Si hemos hecho todo correctamente, debería aparecer el mensaje “OK“. Si no aparece, consulte los pasos anteriores.
Si ha recibido la respuesta “OK” ahora podemos cambiar la velocidad de transmisión. Escribimos lo siguiente:
AT+UART=115200,0,0 y presione enter, si todo va bien, debería aparecer el mensaje “OK“, lo que significa que la velocidad en baudios se ha cambiado correctamente. El siguiente paso es cambiar el nombre para que aparezca un nombre descriptivo en nuestro teléfono inteligente. Escribimos AT+NAME=Spirit PI y presionamos la tecla enter. De nuevo el mensaje “OK” debería aparecer. ¡Listo! Ya hemos cambiado la velocidad de transmisión y el nombre del módulo bluetooth.
En el siguiente paso tendremos que hacer el circuito y subir el sketch principal a arduino. Por el momento podemos desconectar el módulo bluetooth y el arduino, los necesitaremos en el siguiente paso.

Paso 3: Montamos el circuito

Para comenzar, prepararemos todos los componentes que necesitaremos (la lista de componentes necesarios se encuentra al comienzo de la página). En el paso anterior, hemos ajustado el módulo bluetooth, y ahora, antes de comenzar a ensamblar el circuito, necesitamos cargar el sketch principal al arduino. Si aún no ha ajustado el módulo Bluetooth, vuelva al paso anterior. El sketch principal se puede encontrar aquí debajo de esta descripción. Después de cargar el sketch principal, soldamos todos los componentes siguiendo el esquema. Si todo está bien hecho y no hay errores, el detector debería funcionar sin problemas. Antes de probarlo debemos conectar la aplicación al módulo bluetooth. Cómo vincular el módulo bluetooth con su smartphone puede verlo por ejemplo en la sección “Multimetro Arduino“, donde le explico con imágenes cómo se hace. Después de vincular el módulo Bluetooth, vamos a la configuración de la aplicación “Spirirt PI” (Bluetooth debe estar activado) y abrimos ajustes. Dentro de los ajustes seleccionamos “Elegir módulo bluetooth“. En la ventana que aparece elegimos el nombre de nuestro módulo bluetooth. Debería ser “Spirit PI” si hiciste el paso 2 y le pusiste este nombre. ¡¡Listo!! A partir de ahora, cuando abra la aplicación, simplemente presione el botón “Conectar” y la aplicación se conectará a la bobina. A continuación puede encontrar el esquema y el sketch principal.

Esquematico de la versión con Arduino:

Esquematico de la versión 2.0.0 con ESP32:

Los mejores resultados se pueden lograr si reemplazamos el microcontrolador Arduino con un microcontrolador ESP32. El microcontrolador ESP32 es más potente y ya tiene un módulo Bluetooth incorporado, por lo que el circuito será más compacto. El coste de esp32 no es mucho más alto que el de Arduino, y si tenemos en cuenta que no necesitaremos comprar un módulo Bluetooth, entonces no saldrá un ESP32 más barato que el  Arduino y bluetooth modulo HC-05. El sketch para ESP32 es un poco diferente y no podemos cargar en ESP32 el sketch de arduino, por lo que si aún no ve el botón para descargar el sketch para ESP32, significa que pronto estará disponible. En el esquema que encontrará a continuación, queda perfectamente claro que no es muy diferente del esquema con  arduino, por lo que no es muy difícil modificarla.