金属物体探测定位器.pdf

金属物体探测定位器（ B 题） 摘要 金属探测器是专门用来探测金属的仪器。 广泛应用于工业生产、 安检、 娱乐等领域。该系统以单片机 MSP430F5529为控制核心，由 LDC1000 电感传感器探测目标物体， 通过比较无目标物体处和有目标物体处传 感器的返回值来确定目标物体的位置。 通过单片机产生 PWM控制小车 的运动， X 轴方向小车负责行扫描， Y 轴方向小车负责列扫描，从而 实现了固定在 X轴小车上的 LDC1000电感传感器探测并定位目标物体 的功能，采用以 LM7805稳压芯片为核心的电源电路为系统供电。 本课题所采用的电路简单，算法合理。经过实际制作和测试，完全达 到了题目基本部分和发挥部分的所有要求，效果很好 . 关键字： LDC1000 MSP430F5529 电感检测 1 系统方案 1.1 比较与选择 1.1.1 机械构架选择方案 方案一 : 考虑到铁丝框为规则正方形， 探测区域距探测边界≥ 5cm，可 采用循迹小车沿铁丝运动。 在小车车身顶端固定一个步进电机， 碳素 杆一端固定在该电机上， 碳素杆另一端固定 LDC1000传感器， 碳素杆 长度 25cm。小车沿铁丝运动过程中，传感器探头由电机带动做圆弧 形运动。同样当传感器旋转到边界铁丝， 传感器采集信息传给单片机， 单片机迅速作出判断，从而避免错误指示。循迹小车前端固定两个 LDC1000传感器，一个位于铁丝圈内部，一个位于铁丝圈外部，用于 保障小车沿铁丝水平运动及转向。 当探头检测到金属物体， 关闭小车 前端传感器，小车停止运动。但方案一结构简单小巧，便于用于小范 围探测，因而实用性更强， 但是控制算法相对过于复杂，探测灵敏度 相对较差 方案二：采用导轨进行扫描定位 气垫导轨是常用的一种实验仪器， 它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫， 使滑块悬浮在导轨 1 上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。 直线导轨又称线轨、 滑轨、 线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高 的额定负载， 同时可以承担一定的扭矩， 可在高负载的情况下实现高 精度的直线运动 . 直线运动导轨的作用是用来支撑和引导运动部件， 按给定的方向做往复直线运动。 方案三：在小车车身前端固定一个步进电机， 碳素杆一端固定在该电 机上，以电机为中心，做圆弧线运动，旋转角度范围为 0~180 ゜，固 定旋转角度可设置。通过 MSP430单片机对小车控制，用 PWM波使小 车的速度小于碳素杆的转速，避免在前进过程中出现未扫描的区域。 LDC1000传感器固定在导轨小车前端，可通过步进电机旋转从而带动 传感器在探测区域做旋转扫描， 当传感器旋转到边界铁丝， 传感器采 集信息传给单片机，单片机迅速作出判断，从而避免错误指示。步进 电机固定角度旋转及小车单向往返运动可实现传感器扫描检测， 从而 定位铁丝框内任意一点， 当定位指针指定在硬币