Интернет-магазин для радиолюбителей

РадиоКОТ - популярно об электронике. Авторские схемы, новые разработки. Обучение по электронике, микроконтроллерам, ПЛИС. Форум

 

Металлоискатель Tracker PI-2

 
 

Еще в детстве заинтересовался темой металлоискателей, было интересно наблюдать, как с помощью какой то штуки люди находили интересные вещи под землей. Конструкция металлоискателей для меня тогда казалась сложной, поэтому я даже не пытался их сооружать. Прошло время и недавно я вспомнил о своем детском увлечении и решил сделать металлоискатель. Идею поддержал мой друг Андрей Агешин и приборов решили делать сразу два.

Для реализации хотели выбрать не сложную, но в то же время рабочую схему которых в сети оказалось достаточно много, но выбор пал на вариант Колокова-Щедрина. Схема повторена радолюбителями много раз, одно время и МастерКит выпускал набор для сборки их "Кощея". Схема взята оригинальная, прошивка найдена в сети, собственно, на разных ресурсах повторяют одну и ту же конструкцию, с одной и той же прошивкой.

В принципиальную схему металлоискателя Tracker PI-2 внесли только одно изменение - в узел индикации добавили к каждому светодиоду по гасящему резистору, на тот случай, если будет заменена прошивка в будущем на индикацию со "светящимся столбом" вместо "бегающей точки", в принципе, можно оставить и один общий резистор как в оригинале.

Печатных плат в сети оказалось тоже достаточно много, особенно популярная печатка от DesAlex, но по своей новой традиции я делаю печатные платы под заранее подобранный корпус. Во вторых, не хотелось иметь в конструкции ничего висящего на проводах, а значит все кнопки, разъемы, переключатели, подстроечные элементы и т.п. должны быть установлены на плату. Кнопку питания умышленно сделал сзади прибора, что бы в процессе работы случайно на нее не нажимать. На данный момент это второй, переработанный вариант моей платы, который немного отредактирован на момент написания этой статьи, так что могут быть визуальные отличия от того, что показано здесь на фото. Скачать все файлы проекта, в том числе и рисунок печатной платы можно в конце статьи.

Корпус нашел в Чип-Дипе - G10010040B и крышка к нему G10010040L, размеры 100х100х40мм, достаточно компактный и очень дешевый (всего 30р). Платы изготовлены методом ЛУТ.

Детали металлоискателя Tracker PI-2: в качестве переключателей применил PS22F11 (или B4003); переменный резистор - 16K1-B5K L20KC; кнопка сброса - TS-A4PV-130; разъем питания - от старого модема; светодиоды - обычные 3мм; подстроечные резисторы - 3362H-1-203LF (аналог СП3-19а); разъем для наушников - 3F07 (от аудиоразъема старого корпуса ПК); конденсаторы КМ-5 и КМ-6 (из старых запасов); остальное - по схеме.

С электронной частью металлоискателя Tracker PI-2 разобрались, теперь вторая главная деталь - катушка (датчик).

Катушка наматывается кольцом диаметром 18-25 см, количество витков - 27, провод - ПЭВ 0.5 - 0.8 мм (идеально 0.65 мм). Вариантов намотки датчиков много, но основное в них - каркас. Найти подходящего кольца я так и не смог, решил его сделать сам. В качестве опыта пробовал гнуть водопроводную ПВХ трубу нагревая её над газовой плитой, но ничего не вышло, затем мне подсказали попробовать сделать то же, но с трубами для теплых полов. В магазине нашел подходящую трубу, без фольги и т.п. наполнителей, как раз лежал двухметровый обрезок. Такая труба легко поддалась изгибанию при нагреве, в качестве оправки нужного диаметра подошло обычное ведро. Трубку хорошо нагрел и обернул вокруг ведра в два витка, затем её надо зафиксировать в таком положении и остудить. Затем сняв с ведра полученную "пружину" отрезаем один полный виток, это и будет наша катушка. Концы соединяем между собой с помощью оправки зафиксировав клеем или приплавив паяльником. В полученное кольцо теперь надо продеть 27 витков провода, я ничего не смог придумать лучше, чем разрезать кольцо вдоль по внешнему радиусу и просунуть в полученную щель провод. Концы катушки выводим наружу через отверстия, а кольцо можно обмотать изолентой.

         

Теперь каркас (штанга) - завершающая часть и металлоискатель Tracker PI-2 практически готов. Изготовил и продумал все элементы конструкции Андрей, за что ему отдельное спасибо!. Ничего лучше придумать не смогли, чем сделать каркас из водопроводных ПВХ труб. Трубы эти доступные, не дороги, соединяются легко и крепко, в качестве упора под предлечье взяли кусок сантехнической трубы.

Для изготовления штанги потребовалась одна ПВХ труба диаметром 20мм, отрезок трубы 32мм, а так же два изгиба на 45 градусов для трубы 32мм, заглушка 20мм, шесть крепежных держателей трубы на 20мм и тройник для 20мм трубы. Все это спаивается паяльником для труб. Штангу по середине сделали разборной, при помощи трубы 32мм, так же в этой трубе есть запас хода по глубине и можно отрегулировать длину под свой рост. По скольку внутренний диаметр труб у разных производителей различается, желательно сразу подбирать трубы по внутреннему диаметру. Отрезок трубы 32мм послужил рукояткой, на ее концы припаяны повороты 45 градусов, в которые впаяны сначала труба на 32 мм, а уже в нее на 20мм. Упор для предплечья вырезан из отрезка сантехнической трубы диаметром 100 мм и закреплен к штанге с помощью крепежных держателей через декоративные саморезы. Так же установлен отсек для 12в 1.2А свинцового аккумулятра, которым послужила разветвительная электрокоробка. На длинном отрезке штанги с помощю того же крепежа установлен электронный блок металлоискателя Tracker PI-2. На конец штанги впаян тройник у которого распилена широкая часть (сделан паз) таким образом, что бы можно было вставить с натягом на трубу. Такое решение проще винтовых и болтовых соединений, ведь их пришлось бы искать из пластика, но в то же время, это позволяет менять угол наклона и легко снять датчик при необходимости.

         

         

         

После полной сборки переходим к настройке металлоискателя Tracker PI-2.

Первый шаг настройки - установка порога срабатывания тревоги о низком заряде батареи. Устанавливается он подстроечным резистором R32. Удобнее всего это делать с помощью регулируемого или лабораторного БП. По скольку я использую 12в аккумулятор, порогом срабатывания я установил границу в 9 Вольт. Для этого выкручиваем резистор на максимум, подаем питание в 9 Вольт (или равное тому, при котором у вас должна сработать тревога) и медленно вращаем движок резистора пока металлоискатель не даст сигнал.

Следующим шагом будет настройка чувствительности. Программа металлоискателя калибруется каждый раз при включении и для достижения максимальной чувствительности во время включения необходимо держать датчик как можно дальше от любых металлических предметов.
Настройка чувствительности хорошо описана авторами этого металлоискателя и сводится только к регулировке подстроечного резистора R7. Для этого убираем датчик как можно дальше от любых металлических предметов, подключаем осциллограф к ножке 7 микросхемы D1 (TL074), и вращая ползунок резистора R7 добиваемся на экране вот такой осциллограммы.

Если датчик будет большего диаметра, или это будет корзиночный или глубинный датчик - необходимо подобрать сопротивление резистора R20, для корзиночного датчика его сопротивление желательно выбрать 5.1 КОм, затем снова подрегулировать резистор R7.

Данный метллоискатель с обычным датчиком диаметром 18см способен обнаружить 5-ти копеечную монету СССР на глубине до 23см, при идеальных условиях.

Изготовленный нами вариант обнаруживает 10 копеечную монету РФ на расстоянии около 21-22 см, золотое кольцо на расстоянии 26 см.

Фьюзы для ATTiny2313 в среде CodeVisionAVR
  

Файлы к проекту.