Металлоискатель для учебных заведений

The metal detector for educational institutions

Grigory Volkov

student of the magistracy, physics and mathematics faculty, Mari State University, Russian Federation, Yoshkar-Ola

Ksenia  Nazarova

student of the magistracy, physics and mathematics faculty, Mari State University, Russian Federation, Yoshkar-Ola

Vladimir Izikov

doctor of Technical Sciences, Professor, Volga State Technical University, Russian Federation, Yoshkar-Ola

Аннотация. В данной статье рассматривается разработка и создание сборно-разборного металлоискателя для учебного заведения. Металлодетектор имеет два основных применения: предотвращение несанкционированного проноса в учебное заведение боевого оружия и предотвращение проноса мобильных телефонов на ЕГЭ. Рамка имеет небольшую цену по сравнению с аналогами, поэтому доступна школам в небольших городах. Управляющее устройство металлоискателя разработано на платах Arduino.

Abstract. In this article development and creation of the collapsible metal detector for educational institution is considered. The metaldetector has two main applications: prevention of an unauthorized bringing in educational institution of a military weapon and prevention of a bringing of mobile phones on the USE. The frame has the small price in comparison with analogs therefore; it is available to schools in towns. The actuation device of the metal detector is developed on Arduino plateaus.

Ключевые слова: металлоискатель; металлодетектор; учебное заведение; школа; микроконтроллер Arduino; пронос оружия; пронос мобильных телефонов.

Keywords: metaldetector; educational institution; school; Arduino microcontroller; weapon bringing; bringing of mobile phones.

Образовательные учреждения должны соответствовать определён­ным требованиям безопасности, одним из которых является защита от терроризма. Участились случаи, когда в школы ученики проносят настоящее боевое оружие. Установка на входе рамки металлоискателя должна решит эту проблему. Ассортимент на рынке всевозможных металлодетекторов широк, но они имеют слишком высокую цену. Школы, находящиеся в небольших городах и селах, не могут позволить покупку дорогостоящего оборудования. Поэтому необходимо разра­ботать металлоискатель, который будет выполнять предъявленные к нему требования, и иметь небольшую стоимость.

Металлодетектор должен реагировать на оружие, изготовленное как из магнитных металлов, так и из легких сплавов, но при этом не должны быть ложных срабатываний на монеты, ключи, пряжки ремней и т. д. Также вход в учреждение должен осуществляется непрерывно, чтобы не возникали заторы на входах.

Поскольку в школах металлоискатели требуются и на ЕГЭ, то еще одним требованием в металлодетектору будет установку функции для поиска мобильных телефонов. При этом данная функция должна иметь возможность включения и выключения, чтобы не было срабатываний на телефон во время обычного прохода в здание. Помимо этого, данный металлоискатель должен быть портативным. Это необходимо для того, чтобы его можно было перенести непосредственно к кабинету перед сдачей экзаменов.

Металлоискателем будут пользоваться в основном охрана учреж­дения, поэтому его применение должно быть максимально простым, чтобы не было дополнительных затрат на обучение персонала.

В качестве управляющего устройства для металлодетектора был выбран микроконтроллерный комплекс Arduino Mega. Он имеет прием­лемый ценовой диапазон, и все делали легко приобрести и заменить в случае выхода из строя. Arduino имеет встроенный язык програм­мирования микроконтроллера и интегрированную среду разработки, представляемую бесплатно, что дает широкие возможности разработки и гибкость программной составляющей. Под эти микроконтроллеры написано большое количество программных библиотек для работы с компонентами, поэтому без проблем можно создать скетч и откалибро­вать его.

Основной частью металлоискателя является поисковая катушка. Ее размера составляют 15 см в 30 витков. Емкость конденсаторов катушки будет по 22н. От индуктивности катушки зависит частота работы генератора на транзисторе. В отсутствие металла данная величина будет равна 160 кГц. Затем происходит калибровка датчика в отсутствии металла около катушки. Для воспроизведения звука используется пьезоизлучатель, который выдаёт характерные звуки тревоги при настройке на нужные уровни чувствительности металло­искателя. Для подачи светового сигнала используются диод. Работа этой структуры отображена на электрической схеме, показанной на рисунке 1.

Рисунок 1. Электрическая схема

Потребляемая мощность устройства не должна превышать 35 Вт. Металлодетектор должен подключаться к сети с электрическое напряжение 35 Вт. Металлодетектор должен подключаться к сети с электрическим напряжение 220 В.

Габариты прохода составляют 2 метра в высоту, 70 см в длину и глубина самой рамки будет 50 см. Пропускная способность металло­искателя должна быть не менее 60 чел./мин.

Помимо этого, металлодетектор должен иметь звуковое и световое оповещение сигнала тревоги. При этом необходимо возможность регулировании громкости сигнала. Светодиодная индикация сигнала тревоги должна быть разделена на зоны.

Аналогом разрабатываемого устройства является арочный металло­детектор UltraScan В1000. Он может применяться в образовательных учреждениях. Данный детектор соответствует требуемому уровню безопасности. UltraScan В1000 позволяет обнаруживать оружие, изготовленное из магнитных металлов, так и из легких сплавов. Небольшие размеры и вес стационарного металлодетектора UltraScan В1000 позволяют использовать его не только стационарно, но и как портативное изделие в самых разнообразных условиях. Стоимость металлоискателя составляет 129 900 руб.

Таким образом, металлоискатель, разработанный на Arduino, будет выполнять все необходимы функции и иметь приемлемую стоимость по сравнению с аналогами.