Блог от said_t Май 27 2017 05:35:19

Металлодетектор Clone Pi-W

Металлодетектор Clone Pi-W.
Схема не сложная и множество раз разжёвана в Интернете, а я описываю свой вариант и трудности, с которыми мне пришлось столкнуться при повторении этой конструкции. Немного сложнее настройка, с которой, в прочем, справится мало-мальски подготовленный радиолюбитель, если приложит внимание и усилие. Самым заморочным делом оказалось купить нормальный операционный усилитель, на первый взгляд микросхемы этого типа не в дефиците, но качество деталей некоторых производителей превращают покупку в игру «угадай». От качества этой микросхемы зависят максимальные параметры данного металлодетектора, здесь к этой детальке повышенные требования. Речь идет о счетверенном усилителе TL074. Кроме операционного усилителя еще нужен не очень распространенный компаратор ADG444 ну и микроконтроллер ATmega-8.



При проектировании печатной платы нужно уделить должное внимание расстановки элементов, цепи операционных усилителей и компаратор подальше от цепи катушки, земля по возможности к каждому блоку раздельная и расстояния между дорожками, а это актуально при SMD монтаже, не менее 0.3мм. при меньших междудорожечных расстояниях держать плату в полной чистоте будет проблематично, а чистота залог нормальной работы девайса.
При большом разнообразии разводок платы для этой конструкции пришлось делать свою под заводской корпус KM35BN, имеющийся в наличии.





Один из вариантов разводки.
Все свои варианты плат разводил под SMD элементы.


Платы устройства перед окончательной сборкой.

В схеме возможны некоторые замены деталей.
Операционный усилитель:
По порядку от худших
TL084
TL074
LF347
MC33079
OPA4134PA.
У меня не плохие результаты дала микросхемка TLC274. Многие применяют сдвоенные усилители типа TL072. В архиве есть разводка и для такого варианта платы.

Компаратор ADG444 можно заменить на DG441, КР590КН5 или с изменение разводки на КР590КН2, с дополнительным инвертором сигнала на 4066.
Микроконтроллер Atmega8-16PI, Atmega8-16PU или Atmega8A-PU.
Стабилизатор 78L05 можно сменить на аналогичный других серий.
Особое внимание уделить качеству конденсаторов С3 и С5, от них зависит стабильность работы. Не плохо работают китайские майларовые конденсаторы,применяемые в измерительных приборах. Их номиналы можно менять в пределах,указанных в схеме. Обычно подборка нужна при малой чувствительности или возбуждении.
Эксплуатация показала, что подстроечный резистор R7, номиналом в 1 Ком нужно делать выносным и желательно многооборотным (при разводке платы изначально я установил SMD, пришлось менять).
Прошивка микроконтроллера может производится прямо на плате, отключив силовую часть и подпаяв проводки к основным сигнальным выводам.
 


При прошивке выставлялись фюзы как на картинке, обратные, так выставлять нужно в Pony-Prog и в некоторых оболочках программы AVRDUDE, к примеру, я шил с такими фюзами в программе USBASP_AVRDUDE_PROG программатором USBASP

Популярные прошивки:
Прошивка версии 1.2.5 : CPI_W_125.zip.
Попытка ослабить влияние грунта.
Режим поиска - чисто динамический.

Прошивка версии 1.2.4 : CPI_W_124.zip самая подходящая
Чувствительность увеличена на пару сантиметров.
Значения barrier при регулировке: 1 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32.
Добавлен сигнал перегрузки.
Несколько уменьшено время восстановления чувствительности после перегрузки.
режим поиска динамический/статический, в остальном то же, что и в 1.2.5
Исправлены ошибки.


Прошивка версии 1.2.2m : CPI_W_122m.zip
Вариант без оверсамплинга, остальное аналогично версии 1.2.4.
однако имеет прогрессивный шаг барьера . Это значит , что он устанавливается 0 - 2 - 4 - 8 - 16 - 32

Прошивка версии 1.2.2 : CPI_W_122.zip.
Изменён входной фильтр.
Нажате на кнопку "Zero" сделано беззвучным.
Исправлены мелкие ошибки.

Назначение кнопок:
S1 "Barrier-"/"Guard interval-"
S2 "Barrier+"/"Guard interval+"
S3 "Volume-"/"Up min-"
S4 "Volume+"/"Up min+"
S5 Функция пока не присвоена
S6 "Zero" (0)
S5 + S6 "Режим настроек"/"Выход из режима настроек".

Датчик - 25-27 витков эмалированного медного провода диаметром 0,5...0,8 мм. Мотается в навал на любую оправку диаметром от 19 см и больше. Чем больше будет диаметр катушки - тем выше чувствительность МД (для мелких предметов справедливо где-то до диаметра катушки 28 см) и тем меньшее количество витков должна содержать катушка. С кабелем индуктивность датчика должна быть в пределах 400uH, сопротивление обычно 1.5-2 Ом.
Конструкция моего планарного датчика состоит с 3-х концентрических катушек с меньшими диаметрами d1 – 13.8cм – 9 витков, d2 – 16cм 14 витков, d3 – 18.2cм 12 витков, провод 0.5мм индуктивность голой катушки 392uH.

Питание прибора – 9-16в. Потребляемый ток может достигать 120 мА. При снижении напряжения питания до 8в (по умолчанию, изменяется кнопками в режиме настройка) прибор раз в 15 секунд начинает выдавать характерный двойной сигнал. Работать, при этом, продолжает примерно до 6,5в. при этом снижается только громкость звука, чувствительность на металл в диапазоне примерно от 8 и до 16в остаётся на одном уровне (благодаря источнику образцового напряжения на TL431). При настройке особенно важен стабильный источник напряжения, не нужно пользоваться непроверенными импульсными источниками, также исключаются «Кроны» и солевые батарейки. Лучше взять аккумулятор 12в на 4-40 А/Часов и настраивать с ним. У меня прекрасно работают 3 банки LI-ION от ноутбука.

Настройку проводить в далеке от промышленных помех и больших металлических предметов, лучше на природе, за городом. При настройке относим датчик подальше от металла и других предметов или просто задираем вверх и включаем. Загорается шкала из десяти светодиодов, медленно убывающая к нулю, с соответствующим звуковым сопровождением - это прибор подстраивается под датчик и окружающую обстановку, принимая её за положение "нет металла". С "идеальной" катушкой и правильной подстройкой подстроечника должны гаснуть все светодиоды до конца. Если в этот момент возле катушки датчика окажется любой металлический предмет, прибор, естественно, настроится неправильно. После этого звучит характерный звуковой сигнал, оповещающий, что прибор настроен. Подносим его к металлу и проверяем - чем ближе металл, тем дальше вправо передвигается "огонёк" на шкале и тем выше становится звук. Подкручивая резистор, настраиваем на максимум чутья(после каждой подстройки обязательно относим подальше от металла и нажимаем кнопку "сброс" - "огоньки" при этом красиво, со звуком, сбегаются к центру шкалы). Всё, прибор настроен. Играемся кнопочками дальше. Две кнопочки регулируют звук ("больше" и "меньше"), ещё две регулируют "барьёр" - это величина, обратная чувствительности, - и не путать с регулировкой чутья! Нажимая "больше" или "меньше" (максимум - 10, минимум - 0), устанавливаем такой барьер, при котором чутьё прибора будет максимальным при удовлетворительной стабильности. Однако, если барьер приходится сильно загрублять - до 7-го и выше светодиода, то это уже не есть хорошо. Нужно отдалиться подальше от индустриальных помех (лес, поле) и ещё подстроить подстроечник. Хорошо настроенный прибор не даёт ложных срабатываний при 3-4-х светодиодах.
Шестая кнопочка- "сервис", в приборе дает возможность подстроить напряжение, при котором срабатывает сигнализация разряда батарей (по умолчанию - 8в). При этом прибор продолжает работать до полного истощения батарей, только каждые 15 секунд выдаёт характерный двойной звуковой сигнал. Эта кнопка позволяет подстраивать защитный интервал - ну, это нужно для экспериментальных датчиков.
Если настроить не удается, много ложных срабатываний, или плохая чувствительность, придется браться за паяльник. Обычно при нормальных деталях такого не должно быть. Увеличивая номинал R15 и уменьшая номинал C5 можно поднять чутьё прибора до максимального. На чутье еще большое влияние дает отношение сопротивлений резисторов R1и R3, ну и как было сказано операционный усилитель. При ложных срабатываниях, работать с этими элементами в обратном порядке, то-есть немного затуплять чуйку. Хотя при некоторых операционниках, ложняки идут всегда до самого тупого чутья, их приходится менять.

Ну понятно, что окончательную настройку нужно производить со штатным датчиком, со штатном кабелем на штатной штанге в штатной ситуации.

Готовый металлодетектор с самодельной штангой.

 
В архиве схема устройства, печатная плата , прошивки.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Партнеры сайта
Навигация
Главная
Статьи
Файлы
Фотогалерея
Каталог ссылок
Обратная связь
Поиск
Site Map
статистика
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации.

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
__________

Meta Tags
said_t способ ремонта ремонт при отсутствии запчастей нестандартный подход ковыряем редактор реестра шаговый двигатель травим плату охлаждающий куллер блокировать флешку Лечим жесткий диск блог Туренко Сергея муха cc самодельная ИК паяльная станция изобретатель Радио

© said_t 2009

Powered by PHP-Fusion copyright © 2002 - 2012 by Nick Jones.

Released as free software without warranties under GNU Affero GPL v3.