Arduino vlf dedektör uygulamasi

[TA3BBK]

Merhaba

Arduino ile tasarlanmiş bir dedektör şemasi uygulanabilir basit bir tasarım lakin yazilima yeni baslayan arkadaslar için açık kaynak olmasi üzerinde calisip gelistirmeye olanak sağlıyor şema ve dosyalar ekte mevcut

[TA3BBK]

Merhaba konuya ilişkin açık şema ektedirBu bölümdeki eklentileri göremezsiniz.

[TA3BBK]

merhaba ino dosyasının açık halini verelim ;
#include <lcd7920.h>
#include <RotaryEncoder.h>
#include <PushButton.h>

#define DEBUG_OUTPUT  (0)

extern const PROGMEM LcdFont font10x10;

// Induction balance metal detector

// We run the CPU at 16MHz and the ADC clock at 1MHz. ADC resolution is reduced to 8 bits at this speed.

// Timer 1 is used to divide the system clock by about 256 to produce a 62.5kHz square wave.
// This is used to drive timer 0 and also to trigger ADC conversions.
// Timer 0 is used to divide the output of timer 1 by 8, giving a 7.8125kHz signal for driving the transmit coil.
// This gives us 16 ADC clock cycles for each ADC conversion (it actually takes 13.5 cycles), and we take 8 samples per cycle of the coil drive voltage.
// The ADC implements four phase-sensitive detectors at 45 degree intervals. Using 4 instead of just 2 allows us to cancel the third harmonic of the
// coil frequency.

// Timer 2 will be used to generate a tone for the earpiece or headset.

// Other division ratios for timer 1 are possible, from about 235 upwards.

// Wiring:
// Connect digital pin 4 (alias T0) to digital pin 9
// Connect digital pin 5 through resistor to primary coil and tuning capacitor
// Connect output from receive amplifier to analog pin 0. Output of receive amplifier should be biased to about half of the analog reference.
// When using USB power, change analog reference to the 3.3V pin, because there is too much noise on the +5V rail to get good sensitivity.

#define TIMER1_TOP  (244)        // can adjust this to fine-tune the frequency to get the coil tuned (see above)

#define USE_3V3_AREF  (1)        // set to 1 if running on an Arduino with USB power, 0 for an embedded atmega328p with no 3.3V supply available

// Digital pin definitions
// Digital pin 0 not used, however if we are using the serial port for debugging then it's serial input
const int debugTxPin = 1;        // transmit pin reserved for debugging

const int PowerPin = 2;          // setting this pin high maintains VIN power from the battery
const int BuzzerPin = 3;          // earpiece, aka OCR2B for tone generation
const int T0InputPin = 4;
const int coilDrivePin = 5;
const int T0OutputPin = 9;

const int EncoderAPin = 6;
const int EncoderBPin = 7;
const int EncoderButtonPin = 8;
const int LcdCsPin = 10;          // LCD chip select (active high for 12964)
const int LcdDataPin = 11;        // pins 11-13 also used for ICSP
const int LcdMosiPin = 12;        // pin 12 is not used, so we enable its pullup to keep it high
const int LcdSclkPin = 13;

// Analog pin definitions
const int receiverInputPin = 0;
const int batteryVoltagePin = 1;
// Analog pins 2-5 not used

const float BatteryVoltageRange = 3.3 * (100.0 + 47.0) / 47.0;  // the battery voltage that wold give a maximum ADC reading

const int EncoderPulsesPerClick = 4;

// LCD rows
const uint16_t row0 = 0;
const uint16_t row1 = 11;
const uint16_t row2 = 22;
const uint16_t row3 = 33;
const uint16_t row4 = 44;
const uint16_t row5 = 55;

// Variables used only by the ISR
int16_t bins[4];                // bins used to accumulate ADC readings, one for each of the 4 phases
uint16_t numSamples = 0;
const uint16_t numSamplesToAverage = 1024;

// Variables used by the ISR and outside it
volatile int16_t averages[4];    // when we've accumulated enough readings in the bins, the ISR copies them to here and starts again
volatile uint16_t ticks = 0;    // system tick counter for timekeeping
uint16_t whenButtonPressed;
uint16_t LongPressTicks = 40000;
volatile bool sampleReady = false;  // indicates that the averages array has been updated
bool printCalibration = true;
bool printSensitivity = true;
bool buttonDown = false;

// Variables used only outside the ISR
int16_t calib[4];                // values (set during calibration) that we subtract from the averages

volatile uint8_t lastctr;
volatile uint16_t misses = 0;    // this counts how many times the ISR has been executed too late. Should remain at zero if everything is working properly.
uint32_t lastPollTime = 0;
const uint16_t PollInterval = 256; // Poll the button and the encoder every 256 ticks = every 4.096ms

const double halfRoot2 = sqrt(0.5);
const double quarterPi = 3.1415927/4.0;
const double radiansToDegrees = 180.0/3.1415927;

// The ADC sample and hold occurs 2 ADC clocks (= 32 system clocks) after the timer 1 overflow flag is set.
// This introduces a slight phase error, which we adjust for in the calculations.
const float phaseAdjust = (float)((45.0 * 32.0)/(double)(TIMER1_TOP + 1));

int sensitivity = 5;              // lower = greater sensitivity. This is multipled by 5 to get the threshold.
float threshold;

Lcd7920 *lcd;
RotaryEncoder *encoder;
PushButton *button;

void setup()
{
  pinMode(PowerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(PowerPin, HIGH);      // Turn on power so that it will be maintained when the button is released
 
  digitalWrite(T0OutputPin, LOW);
  pinMode(T0OutputPin, OUTPUT);      // pulse pin from timer 1 used to feed timer 0
  digitalWrite(coilDrivePin, LOW);
  pinMode(coilDrivePin, OUTPUT);      // timer 0 output, square wave to drive transmit coil
  pinMode(LcdMosiPin, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BuzzerPin, OUTPUT);
 
  lcd = new Lcd7920(LcdSclkPin, LcdDataPin, LcdCsPin, false /*true*/);
  lcd->begin();
  button = new PushButton(EncoderButtonPin);
  button->init();
  encoder = new RotaryEncoder(EncoderAPin, EncoderBPin, EncoderPulsesPerClick);
  encoder->init();

  // Read the battery voltage
  analogReference(EXTERNAL);
  const uint16_t reading = analogRead(batteryVoltagePin);
  float batteryVoltage = (BatteryVoltageRange/1024.0) * reading;
 
  lcd->setFont(&font10x10);
  lcd->setRightMargin(128);
  lcd->setCursor(row0, 0);
  lcd->clear();
  lcd->print("IB Metal Detector v0.0");
  lcd->setCursor(row1, 0);
  lcd->print("Battery ");
  lcd->print(batteryVoltage, 1);
  lcd->print("V");
  lcd->flush();
  delay(2000);

  // WARNING! Do not call delay() or millis() after here, because the following code takes over the timer that Arduino uses for its tick counter

  cli();
  // Stop timer 0 which was set up by the Arduino core
  TCCR0B = 0;        // stop the timer
  TIMSK0 = 0;        // disable interrupt
  TIFR0 = 0x07;      // clear any pending interrupt
 
  // Set up ADC to trigger and read channel 0 on timer 1 overflow
#if USE_3V3_AREF
  ADMUX = (1 << ADLAR);                  // use AREF pin (connected to 3.3V) as voltage reference, read pin A0, left-adjust result
#else
  ADMUX = (1 << REFS0) | (1 << ADLAR);    // use Avcc as voltage reference, read pin A0, left-adjust result
#endif 
  ADCSRB = (1 << ADTS2) | (1 << ADTS1);  // auto-trigger ADC on timer/counter 1 overflow
  ADCSRA = (1 << ADEN) | (1 << ADSC) | (1 << ADATE) | (1 << ADPS2);  // enable adc, enable auto-trigger, prescaler = 16 (1MHz ADC clock)
  DIDR0 = 1;

  // Set up timer 1.
  // Prescaler = 1, phase correct PWM mode, TOP = ICR1A
  TCCR1A = (1 << COM1A1) | (1 << WGM11);
  TCCR1B = (1 << WGM12) | (1 << WGM13) | (1 << CS10);    // CTC mode, prescaler = 1
  TCCR1C = 0;
  OCR1AH = (TIMER1_TOP/2 >> ;
  OCR1AL = (TIMER1_TOP/2 & 0xFF);
  ICR1H = (TIMER1_TOP >> ;
  ICR1L = (TIMER1_TOP & 0xFF);
  TCNT1H = 0;
  TCNT1L = 0;
  TIFR1 = 0x07;      // clear any pending interrupt
  TIMSK1 = (1 << TOIE1);

  // Set up timer 0
  // Clock source = T0, fast PWM mode, TOP (OCR0A) = 7, PWM output on OC0B
  TCCR0A = (1 << COM0B1) | (1 << WGM01) | (1 << WGM00);
  TCCR0B = (1 << CS00) | (1 << CS01) | (1 << CS02) | (1 << WGM02);
  OCR0A = 7;
  OCR0B = 3;
  TCNT0 = 0;

  // Set up timer 2 for tone generation
  TIMSK2 = 0;
  TCCR2A = (1 << COM2B0) | (1 << COM2B1) | (1 << WGM21) | (1 << WGM20);  // set OC2B on compare match, clear OC2B at zero, fast PWM mode
  TCCR2B = (1 << WGM22) | (1 << CS22) | (1 << CS21);                      // prescaler 256, allows frequencies from 245Hz upwards
  OCR2A = 62;  // 1kHz tone
  OCR2B = 255;  // greater than OCR2A to disable the tone for now. Set OCR2B = half OCR2A to generate a tone.
 
  sei();

  while (!sampleReady) {}    // discard the first sample
  misses = 0;
  sampleReady = false;

#if DEBUG_OUTPUT
  Serial.begin(19200);
#endif
}

void tone(unsigned int freq)
{
  if (freq == 0)
  {
    OCR2B = 255;
  }
  else
  {
    const uint8_t divisor = 62500u/constrain(freq, 245u, 6000);
    OCR2A = divisor;
    OCR2B = divisor/2;
  }
}

// Timer 0 overflow interrupt. This serves 2 purposes:
// 1. It clears the timer 0 overflow flag. If we don't do this, the ADC will not see any more Timer 0 overflows and we will not get any more conversions.
// 2. It increments the tick counter, allowing is to do timekeeping. We get 62500 ticks/second.
// We now read the ADC in the timer interrupt routine instead of having a separate conversion complete interrupt.
ISR(TIMER1_OVF_vect)
{
  uint8_t ctr = TCNT0;
  uint8_t val = ADCH;    // only need to read most significant 8 bits
  if (ctr != ((lastctr + 1) & 7))
  {
    ++misses;
  }
  lastctr = ctr;
  int16_t *p = &bins[ctr & 3];
  if (ctr < 4)
  {
    int16_t temp = *p + (int16_t)val;
    *p = (temp > 15000) ? 15000 : temp;
  }
  else
  {
    int16_t temp = *p - (int16_t)val;
    *p = (temp < -15000) ? -15000 : temp;
  }
  if (ctr == 7)
  {
    ++numSamples;
    if (numSamples == numSamplesToAverage)
    {
      numSamples = 0;
      if (!sampleReady)      // if previous sample has been consumed
      {
        memcpy((void*)averages, bins, sizeof(averages));
        sampleReady = true;
      }
      bins

• = bins[1] = bins[2] = bins[3] = 0;

    }
  }
  ++ticks;
}

void loop()
{
  uint16_t localTicks;
  do
  {
    localTicks = ticks;
    if ((localTicks - lastPollTime) >= PollInterval)
    {
      lastPollTime = localTicks;
      encoder->poll();
      button->poll();
    }
  } while (!sampleReady);
 
  if (button->getNewPress())
  {
    buttonDown = true;
    whenButtonPressed = localTicks;
  }
  else if (buttonDown)
  {
    if (button->getState())
    {
      if (localTicks - whenButtonPressed >= LongPressTicks)
      {
        // Button has been held down for long enough to indicate power down
        digitalWrite(PowerPin, false);
        lcd->clear();
        lcd->setCursor(20, 0);
        lcd->print("Release to power off");
        lcd->flush();
        for (; {}
      }
    }
    else
    {
      // Button pressed and released. We save the current phase detector outputs and subtract them from future results.
      // This lets us use the detector if the coil is slightly off-balance.
      // It would be better to average several samples instead of taking just one.
      for (int i = 0; i < 4; ++i)
      {
        calib = averages;
      }
      sampleReady = false;
      printCalibration = true;
      buttonDown = false;
    }
  }
  else
  {
    const int sensChange = encoder->getChange();
    if (sensChange != 0)
    {
      sensitivity = constrain(sensitivity + sensChange, 1, 50);
      printSensitivity = true;
    }
  }

  if (printCalibration)
  {
    lcd->setCursor(row1, 0);
    lcd->print("Cal");
    for (int i = 0; i < 4; ++i)
    {
      lcd->write(' ');
      lcd->print(calib);
    }
    lcd->clearToMargin();
    printCalibration = false;
  }

  if (printSensitivity)
  {
    lcd->setCursor(row2, 0);
    lcd->print("Sens ");
    lcd->print(sensitivity);
    lcd->clearToMargin();
    threshold = 5 * sensitivity;
    printSensitivity = false;
  }

  // Adjust the results for the calibration and divide by 200
  const double f = 1.0/200.0;
  double bin0 = (averages

• - calib
• ) * f;

  double bin1 = (averages[1] - calib

• ) * f;

  double bin2 = (averages[2] - calib

• ) * f;

  double bin3 = (averages[3] - calib

• ) * f;

  sampleReady = false;          // we've finished reading the averages, so the ISR is free to overwrite them again

  double amp1 = sqrt((bin0 * bin0) + (bin2 * bin2));
  double amp2 = sqrt((bin1 * bin1) + (bin3 * bin3));
  double ampAverage = (amp1 + amp2) * 0.5;
 
  double phase1 = atan2(bin0, bin2) * radiansToDegrees + 45.0;
  double phase2 = atan2(bin1, bin3) * radiansToDegrees;

  if (phase1 > phase2)
  {
    double temp = phase1;
    phase1 = phase2;
    phase2 = temp;
  }
 
  // The ADC sample/hold takes place 2 clocks after the timer overflow
  double phaseAverage = ((phase1 + phase2)/2.0) - phaseAdjust;
  if (phase2 - phase1 > 180.0)
  {
    if (phaseAverage < 0.0)
    {
      phaseAverage += 180.0;
    }
    else
    {
      phaseAverage -= 180.0;
    }
  }
     
  // Display results on LCD
  lcd->setCursor(row3, 0);
  lcd->print(amp1, 1);
  lcd->clearToMargin();
  lcd->setCursor(row3, 32);
  lcd->print(amp2, 1);
  lcd->setCursor(row3, 64);
  lcd->print((int)phase1);
  lcd->setCursor(row3, 96);
  lcd->print((int)phase2);

  lcd->setCursor(row4, 0);
  if (ampAverage >= threshold)
  {
    // When held in line with the centre of the coil:
    // - non-ferrous metals give a negative phase shift, e.g. -90deg for thick copper or aluminium, a copper olive, -30deg for thin alumimium.
    // Ferrous metals give zero phase shift or a small positive phase shift.
    // So we'll say that anything with a phase shift below -20deg is non-ferrous.
    if (phaseAverage < -20.0)
    {
      lcd->print("Non-ferrous");
    }
    else
    {
      lcd->print("Ferrous");
    }
    tone(ampAverage * 10 + 245);
  }
  else
  {
    tone(0);
  }
  lcd->clearToMargin();
  lcd->setCursor(row5, 0);
  float temp = ampAverage;
  while (temp > threshold)
  {
    lcd->write('*');
    temp -= (threshold/2);
  }
  lcd->clearToMargin();
  lcd->flush();

#if DEBUG_OUTPUT
  // For diagnostic purposes, print the individual bin counts and the 2 independently-calculated gains and phases
  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 (phase1 >= 0.0) Serial.write(' ');
  Serial.print(phase1, 2);
  Serial.write(' ');
  if (phase2 >= 0.0) Serial.write(' ');
  Serial.print(phase2, 2);
  Serial.print("    ");
 
  // Print the final amplitude and phase, which we use to decide what (if anything) we have found)
  if (ampAverage >= 0.0) Serial.write(' ');
  Serial.print(ampAverage, 1);
  Serial.write(' ');
  if (phaseAverage >= 0.0) Serial.write(' ');
  Serial.print((int)phaseAverage);
 
  // Decide what we have found and tell the user
  if (ampAverage >= threshold)
  {
    // When held in line with the centre of the coil:
    // - non-ferrous metals give a negative phase shift, e.g. -90deg for thick copper or aluminium, a copper olive, -30deg for thin alumimium.
    // Ferrous metals give zero phase shift or a small positive phase shift.
    // So we'll say that anything with a phase shift below -20deg is non-ferrous.
    if (phaseAverage < -20.0)
    {
      Serial.print(" Non-ferrous");
    }
    else
    {
      Serial.print(" Ferrous");
    }
    float temp = ampAverage;
    while (temp > threshold)
    {
      Serial.write('!');
      temp -= (threshold/2);
    }
  } 
  Serial.println();
#endif
}

kodları incelemek açısından da güzel değişiklikler yapmak isteyen arfkadaşlar için açık kaynak

[keloğlan]

merhaba;
Güzel bir çalışma ve paylaşım olmuş teşekkürler hazır kit olarak sunacakmısınız yoksa herkes kendisimi kuracak devreyi pek fazla elektronik bilgim yok malzemeyi alsam uzaktan yardım edebilirmisiniz teşekkürler iyi çalışmalar .

[Erdur17]

Merhaba.
Bu çalışmayı bitiren varmı yada yeni mi yapılacak çalışmalara katılmak isterim..

[Yörük]

merhaba;
Güzel bir çalışma ve paylaşım olmuş teşekkürler hazır kit olarak sunacakmısınız yoksa herkes kendisimi kuracak devreyi pek fazla elektronik bilgim yok malzemeyi alsam uzaktan yardım edebilirmisiniz teşekkürler iyi çalışmalar .

merhaba ;,

Şu ana bu komu için için kit yada hazır devre çalışmamız yok ilerleyen zamanlarda fırsat buldukça farklı bobin ler deneyerek analiz edelim sonrasında birlikte değerlendirip karar verelim derim şu sıralar başka projeler ile meşgulüz ama yapmak isteyen olursa da destek vermeye hazırız teşekkürler

[Yörük]

Merhaba.
Bu çalışmayı bitiren varmı yada yeni mi yapılacak çalışmalara katılmak isterim..

merhaba 

hoş geldiniz ,ilerleyen zamanlarda geniş bir analiz yapacağız konuyla ilgili destek sağlamaya çalışırız teşekkürler

[Denizci]

Merhaba
Ben daha basit yazilimli pulse denedim arduino ile 10cm i bile gormedi fakat bu devre daha donanımli bunu da yapabilirmiyim denemeden görmek zor

[ersunyag]

Merhaba
Ben daha basit yazilimli pulse denedim arduino ile 10cm i bile gormedi fakat bu devre daha donanımli bunu da yapabilirmiyim denemeden görmek zor

merhaba ;

arduino uygulamaları ile yapılmış deneysel amaçlı bir kaç çalışma var evet fakat bu proje hem vlf olması açısından hemde donanımsal dizayn olarak güzel ,yapmaya değer ,

[Yörük]

Merhaba

Arduino ile tasarlanmiş bir dedektör şemasi uygulanabilir basit bir tasarım lakin yazilima yeni baslayan arkadaslar için açık kaynak olmasi üzerinde calisip gelistirmeye olanak sağlıyor şema ve dosyalar ekte mevcut

Merhaba

Devreye ilişkin yazilimsal ön bilgi

Bu havuz, Arduino platformu için yeniden kullanılabilir modüller, sürücüler ve yamalar içerir. İşte açıklaması
projeler:

zamanlayıcı
=========
Bu, Arduino için işbirlikçi bir çok görevli zamanlayıcıdır. Geleneksel olarak, kontrol etmeniz ve/veya izlemeniz gerekirse
birkaç cihaz aynı anda, o zaman bunu Arduino loop() işlevinde yapmanız gerekir. Tüm cihazların kodu karışık
yukarı, anlamayı zorlaştırır ve sürdürmeyi zorlaştırır. Aksine, görev zamanlayıcıyı kullanırsanız, yazabilirsiniz.
her cihaz için kodu ayrı ayrı girin, ardından her cihaz için kendi kodunu çalıştıracak bir görev oluşturun.

Görev zamanlayıcının sınırlamaları:

1. Zamanlayıcı, düzenli bir tıklamaya (normalde 1 ms aralıklarla) dayalıdır, yani olaylar arasındaki herhangi bir zaman aralığı
1ms'den çok daha az olmalı veya 1ms'nin katları olmalı veya aşağıdakilerden biri kullanılarak özel olarak programlanmalıdır.
donanım zamanlayıcıları.

2. Her görev için kodu, geri dönmeden önce 1 ms'den çok daha kısa sürede yürütülecek şekilde yazmalısınız, böylece diğer
görevler çalışabilir. Daha uzun süren her şey daha küçük adımlara bölünmelidir.

3. Yürütülmesi bir milisaniyeden uzun sürebilecek herhangi bir kitaplık işlevini çağıramazsınız. Bekleyen kitaplık işlevleri
İşlerin tamamlanması için bunun yerine görev zamanlayıcıyı kullanmak üzere yeniden yazılması gerekir.

lcd7920
=======
Bu, seri modda ST7920 yongasına dayalı 128x64 grafik LCD'leri çalıştırmak için basit bir kitaplıktır, böylece yalnızca iki
Arduino pinleri (en iyi hızı elde etmek için tercihen MOSI ve SCLK pinleri). U8glib'den daha küçük ama daha az kapsamlıdır.

Butona basınız
==========
Bu, bir düğmeyi okumak ve devre dışı bırakmak için bir sınıftır. Görev zamanlayıcı ile birlikte veya olmadan kullanılabilir.
kodunuzun poll() işlevini düzenli aralıklarla çağırmasını ayarlarsanız.

Döner Kodlayıcı
=============
Bu, döner kodlayıcıları okumak için bir sınıftır ve temas sekmesine ve kilit konumunda varyasyona izin verir. Olabilir
görev zamanlayıcı ile veya onsuz kullanılır. Yanıt verebilirliği sürdürmek için, poll() işlevi belirli aralıklarla çağrılmalıdır

[Yörük]

Merhaba
Açik sema gayet basit 2 örnekleme mevcut
Görünen o ki 128x64 Glcd nin pahali olmasi 😀Bu bölümdeki eklentileri göremezsiniz.