Как сделать самому пинпоинтер хорошем качестве. Пинпоинтер «Малыш FM2V2» с различием металлов. Использование трехпроводных конденсаторов

Приветствую всех любителей металлопоиска. В этой статье хочу поделится своим опытом сборки замечательного пинпоинтера Малыш FM2V2 , который имеет высокую стабильность работы и способен отличить цветной метал от чёрного. Такой прибор станет незаменимым помощником для любителей побродить с металлодетектором в поисках кладов, а также хорошим развлечением для ваших детей.
Перед тем, как приступить к сборке пинпоинтера хочу отметить, что данная конструкция выполнена с применением микроконтроллера серии PIC . Если вы испытываете трудности с программированием pic-контроллеров , советую для начала освоить этот навык или обратиться к тому, кто уже в теме. В любом случае игра стоит свеч, так как самоделка показывает высокие результаты стабильности и станет настоящим помощником, облегчающим труд копателя. На рисунке №1 приведена электрическая схема этого чудо-прибора.

Рисунок №1 - электрическая схема пинпоинтера

В целом, схему можно поделить на несколько блоков, а именно:

• блок преобразователя напряжения, выполненного на линейном стабилизаторе LM317L. Такой подход позволил повысить стабильность прибора в широком диапазоне питающего напряжения, даже при понижении последнего до уровня 5V.
• блок звуковой индикации о наличии вблизи катушки металлического предмета, который выполнен с помощью усиливающего транзистора Т2 и динамика SP1.
• блок световой индикации, как дополнение к звуку. Блок выполнен на светодиодах Led1 и Led2. Led1 сигнализирует о наличии вблизи катушки цветного металла, Led2 - чёрного.
• блок генератора на транзисторах Т1 и Т3. Подобное схемное решение обеспечивает автоматическую подстройку резонансной частоты под параметры датчика и высокую термостабильность.
• центральный блок управления, основой которого является микроконтроллер PIC12F675 или PIC12F629. Прошивки для каждого типа контроллера идут отдельно и отличаются лишь тем, что для PIC12F675 добавлен режим звуковой индикации при разряде батареи ниже 5,5В. В остальном все функции идентичны и можно брать тот контроллер, который проще достать по месту.

Ниже приведён список радиоэлементов, используемых в схеме.

• R1, R6, R7, R11 - 10кОм
• R2 - 51 Ом
• R3 - 100 Ом
• R4 - 560 Ом
• R5, R9, R12 - 1 кОм
• R8 - 220 кОм
• R10 - 220 Ом
• R13 - 3 кОм
• D1 - 1N4007
• LED1 - зелёный (цветной металл)
• LED2 - красный (чёрный металл)
• С1 - 33 нФ (обязательно плёночный)
• С2 - 1000 мкФ на 16В
• С3 - 10 мкФ на 6,3 В
• С4, С5 - 15 пФ
• С6 - 100 нФ
• Т1, Т3 - ВС557
• Т2, Т4 - ВС547
• VR1 - LM317L
• SP1 - бузер без внутреннего генератора (подойдёт с материнской платы ПК)
• Cr1 - термостабильный кварцевый резонатор на 20 МГц
• But1 - тактовая кнопка без фиксации
• IC1 - PIC12F675 или PIC12F629 (для каждого из указанных микроконтроллеров идёт своя отдельная прошивка.)

Так как данное устройство изначально задумывалось как пинпоинтер, были определены следующие требования: компактный размер платы и поисковой катушки, монолитный цилиндрический корпус. Для корпуса идеально подошла водопроводная труба ПХВ , диаметром 25мм . Отсюда определились требования к печатной плате. Её ширина не должна превышать внутреннего диаметра трубы, а высота запаянных элементов не должна мешать плате свободно заходить внутрь корпуса. Добиться компактных размеров удалось частичным применением SMD-элементов . В итоге, вытравленная плата выглядит следующим образом (фото №2).

Фото №2 - внешний вид печатной платы

Плата разработана таким образом, что SMD-элементы устанавливаются со стороны дорожек, а выводные элементы - с противоположной стороны. На фото №3 показана плата с запаянными SMD-элементами . Все они имеют размер 1206 .

Фото №3 - плата пинпоинтера с запаянными SMD-элементами

Для микроконтроллера лучше использовать панельку DIP8 , чтобы всегда иметь возможность извлечь его и перепрошить, если что-то пойдёт не так. Также повторюсь, что конденсатор С1 на 33 нФ лучше использовать плёночный, это обеспечит дополнительную стабильность частоты генератора при изменении температуры окружающей среды. К остальным элементам требований особых нет. На фото №4 приведён вид платы с противоположной относительно дорожек стороны.

Фото №4 - плата со стороны монтажа выводных элементов

Итак, с платой разобрались, но этого недостаточно. Впереди ещё несколько этапов перед получением готового пинпоинтера. Одним из этих этапов является изготовление датчика (катушки). Это довольно кропотливое занятие, которое требует некоторой подготовки и предварительных расчётов.
Для начала, определимся с диаметром провода, который имеется в наличии и диаметром самой катушки. В моём случае нашёлся эмалированный медный провод, диаметром 0,4мм . Что касается диаметра катушки, необходимо учитывать следующие правила: чем больше диаметр, тем чувствительней прибор, т.е. он способен на более дальнем расстоянии обнаружить металлический предмет и наоборот с уменьшением диаметра падает чувствительность. Так как в моих планах было использование корпуса 25мм , решено было мотать катушку на оправе, диаметром 20мм , чтобы иметь возможность спрятать её внутрь корпуса. Для оправки идеально подошла водопроводная труба 20мм и пара крышек от баклажек с водой, расстояние между которыми около 10мм . (фото №5).

Фото №5 - Оправка для намотки катушки (d=20мм)

Когда техническая часть готова, встаёт вопрос, сколько же витков наматывать? Ответить на этот вопрос поможет программа Coil32 . Скачиваем программу по , запускаем и выполняем ряд действий, приведённых ниже.
Для начала распаковываем архив с программой и запускаем файл Coli32.exe . После этого появляется основное окно, показанное на скриншоте №6

Скриншот №6 - программа Coil32 после запуска

В исходном состоянии, в программе отсутствуют плагины для необходимых нам расчётов. Следовательно их нужно скачать. Сделать это позволяет сама программа. Для этого необходимо зайти в меню "Plugins " и в выпадающем списке выбрать "Проверить обновления ", как показано на скриншоте выше. После чего откроется соответствующее окно, показанное на скриншоте №7.

Скриншот №7 - Менеджер плагинов

Устанавливаем все плагины, предлагаемые программой с помощью кнопок "Скачать " и закрываем менеджер. Программа попросит перезапуститься, соглашаемся и после перезапуска опять заходим в меню "Plugins ". Теперь здесь появился целый список дополнительных калькуляторов из которого нам потребуется всего один с названием "Multi loop " (скриншот №8)

Скриншот №8 - выбор необходимого плагина для расчёта катушки пинпоинтера

В появившемся окне заполняем ячейки необходимыми параметрами, а именно:

• Индуктивность - 1500 мкГн (катушка L1 на схеме)
• Внутренний диаметр D - 20мм (как обсуждалось выше, я делаю маленькую катушку)
• Диаметр провода d - 0,4мм (у меня в наличии был только такой)

После чего, нажимаем кнопу вычислить и получаем результат, показанный на скриншоте №9:

Скриншот №9 - результат расчёта параметров катушки для пинпоинтера

Как видно из скриншота, необходимо мотать 249 витков проводом 0,4мм на 20-ти миллиметровой оправе, чтобы получить заветные 1500мкГн , которые требует от нас схема. Спорить не будем - будем мотать...
Чтобы как-то облегчить процесс намотки, мною был собран шедевр инженерной мысли из детского столика, мелких тисков, и прочего подручного хлама. Результат показан на фото №10.

Фото №10 - подготовка к намотке катушки

Сразу замечу, что катушка мотается в навал. Пытаться укладывать витки нет смысла, но всё же провод лучше распределять равномерно по всей площади намотки. Для удобства счёта витков лучше поставить на ограничительном конце какую-либо метку - так проще отслеживать каждый пройденный оборот. Во время намотки лучше отключить мобильный телефон и закрыться в отдельной комнате, чтобы никто не смог сбить со счёта. После того, как работа сделана, необходимо аккуратно снять катушку с каркаса и стянуть её нитками по всему периметру, как показано на фото №11.

Фото №11 - Свежеиспечённая катушка для пинпоинтера

Чтобы добавить прочности катушке и подготовить её к экранированию - обматываем её обычным канцелярским скотчем, как показано на фото №12

Фото №12 - подготовка к экранированию

Так как пинпоинтер работает по принципу измерения частоты колебательного контура, отсюда вытекают высокие требования к стабильности частоты и защите от влияния помех. Если стабильность частоты нам обеспечивает схема генератора, то защиту от помех обеспечит экранирование катушки.
Для экранирования можно использовать обычную пищевую фольгу, которая есть практически у каждого на кухне или что-либо подобное. Обматываем фольгой катушку, оставляя небольшой пустой сектор в районе её выводов. Это требуется для того, чтобы не получить короткозамкнутый виток, через который вообще не будет проходить сигнал. Сверху фольги дополнительно наматывается зачищенный медный провод, который в дальнейшем будет подпаиваться к общему минусу на плате. Ниже приведено фото №13, на котором наглядно можно увидеть процесс экранирования.

Фото №13 - экранированная катушка

Чтобы всё это дело держалось и не разваливалось, нужно укрепить катушку ещё одним слоем скотча или изоленты. И только после этого можно расслабиться и считать катушку полностью готовой. Результат моих стараний показан на фото №14.

Фото №14 - полностью готовая катушка

Большая часть работы сделана. Спаиваем всё в единое целое и проверяем работу пинпоинтера на столе. Для питания лучше всего подходит батарейка "KRONA " со специальным холдером под неё. У меня пинпоинтер заработал с первого раза и никаких трудностей я не обнаружил. Даже с приплюснутой под будущий корпус катушкой работает стабильно (фото №15)

Фото №15 - пинпоинтер готов к помещению в корпус

Собрать такой аппарат под силу каждому, даже тем кто совершенно далек от электроники, просто нужно припаять все детали как на схеме. Металлоискатель состоит из двух микросхем. Они не требуют ни каких прошивок и программирования.

Питание 12 вольт, можно от пальчиковых батареек но лучше АКБ на 12в (небольшой)

Катушка намотана на оправке 190мм и содержит 25 витков провода ПЭВ 0.5

Характеристики:
- Потребляемый ток 30-40 мА
- Реагирует на все металлы дискриминации нет
- Чувствительность 25 миллиметровая монета - 20 см
- Крупные металлические предметы - 150 см
- Все детали не дорогие и легкодоступные.

Список необходимых деталей:
1)Паяльник
2)Текстолит
3)Провода
4)Сверло 1мм

Вот список необходимых деталей

Схема самого металлоискателя

В схеме используются 2 микросхемы (NE555 и К157УД2). Они достаточно распространенные. К157УД2 - можно выковырять из старой аппаратуры, что я с успехом и сделал

Конденсаторы 100нФ обязательно брать пленочные, вот такие, вольтаж берем как можно меньше

Распечатываем эскиз платы на простой бумаге

Вырезаем под ее размер кусок текстолита.

Плотно прикладываем и острым предметом продавливаем по местам будущих отверстий

Вот как должно получиться.

Далее берем любую дрель или сверлильный станок и сверлим отверстия

После сверления, нужно прочертить дорожки. Можно сделать это через , или просто прорисовать их Нитро лаком простой кисточкой. Дорожки должны получится точно такие же как на бумажном шаблоне. И травим плату.

В помеченных красным местах, ставим перемычки:

Далее просто припаиваем все компоненты на свои места.

Для К157УД2 лучше поставить переходную панельку.

Для намотки поисковой катушки нужен медный провод диаметром 0,5-0,7мм

Если такового нет, можно воспользоваться другим. У меня же медного лакированного провода оказалось не достаточно. Взял старый сетевой кабель.

Снял оболочку. Там проводов оказалось достаточно. Мне хватило двух жил, ими же и мотал катушку.

По схеме катушка диаметром 19 см и содержит 25 витков. Сразу замечу, что катушку нужно делать такого диаметра исходя из того, что вы будете искать. Чем больше катушка тем глубже поиск, но большая катушка плохо видит мелкие детали. Маленькая катушка хорошо видит мелкие детали, но глубина не большая. Я сразу намотал себе три катушки 23см(25 витков), 15см(17 витков) и 10см(13-15 витков). Если нужно накопать металлолом, то ставим большую, если на пляже мелочевку искать, то катушку меньше, ну сами разберетесь.

Катушку мотаем на чем угодно подходящего диаметра и плотно обматываем изолентой, что бы витки были плотно друг возле друга.

Катушка должна быть, как можно ровной. Динамик взял первый попавшийся.

Теперь все подключаем и пробуем схему на работоспособность.

После подачи питания, нужно подождать 15-20 секунд пока схема прогреется. Ставим катушку подальше от любого металла, лучше всего подвесить в воздухе. После начинаем крутить переменный резистор 100К пока не появятся щелчки. Как только щелчки появились крутим в обратную сторону, как только щелчки пропадут хватит. После этого, так же настраиваем резистор 10К.

На счет микросхемы К157УД2. Кроме той, что я выковырял, я еще 1 попросил у соседа и две купил на радио рынке. Вставил купленные микросхемы, включил прибор, а он отказался работать. Долго ломал голову, пока просто не поставил другую микросхему (ту что выпаял). И все сразу заработало. Так что вот для чего нужна переходная панелька, что бы подобрать живую микросхему и не мучатся с выпаиванием и впаиванием.

Покупные микросхемы

"Прошлой зимой 2 начитавшись интересных статей по поводу пинпоинтеров и изучив доступные в интернете схемы, решил не повторять эти схемы, а попытаться разработать свою. Сразу посмотрел в сторону маленького но " умного" микроконтроллера . Попытка оказалась удачной. Проходил с ним весь сезон (конечно цель находит МД "Крот-м" но локализовать помогает пинпоинтер "Гном-М") и уже не представляю как можно обходиться без него... Ведь так хочется поскорее увидеть, что там "звенело" в земле.) "

Пин помошник на копе номер один!

Представляю: Пинпоинтер "ГНОМ-М" (2010 год)

• Простая и легко повторяемая схема
• Чувствительность: на монету 4 -5 см, крупный металлический предмет - 25 см
• Режим работы - статический
• Чувствительный элемент имеет направленность вперед и по кругу 360°
• Наличие звуковой индикации (пезоизлучатель) - изменение тона
• Наличие световой индикации
• Автоподстройка чувствительности
• Напомнит если забыли выключить
• Потребление ~3-5мА
• Миниатюрные габариты платы 12 х40мм
• Питание 2.7 -5В (2,3-минипальчика или литий)

Схема

.
Конденсаторы С2 и С3 лучше ставить пленочные. Для улучшения термостабильности п оследовательно с R2 рекомендутся ставить терморезистор PТС.

Схема от ТСВ с ключами

Так может выглядеть вне корпус а

.
.

Принцип работы пинпоинтера основан на измерение добротности колебательного LC контура. Приближение металлических предметов к контуру приводит к потери энергии(уменьшении добротности) и в следствии уменьшение амплитуды сигнала на LC контуре. Измерение, обработка, все вычесывания и формирование сигнала на излучатель производятся программой зашитой в микроконтроллер .

Изготовление: Изготовление платы (при печате поставить флажок "зеркало") не сложное и требует лишь навыка монтажа смд компонентов,хотя возможно изготовление и на DIP -выводных компонентах. О применяемых деталях

. Датчик прибора представляет из себя ферритовый стержень (такие применяются в транзисторных приемниках) длинной 5-10 см и диаметром 8-10мм. Катушки мотаются одна поверх другой и содержат по 200 витков изолированного медного провода 0.2-0.3 мм . Необходимо соблюдать полярность подключения, поэтому в случае отсутствия генерации (частота 15-20 кгц) необходимо поменять концы любой из обмоток. Допускаются изменения параметров катушки -провод, длинна и диаметр стержня.
Настойка сводится к подбору напряжения 1.0 В на 2-ом выводе микроконтроллера подстроечным резистором R2, при отсутствии рядом металлических предметов.
Конструкция пинпоинтера может быть любой - плата датчик и пальчиковые батарейки или литивый аккумулятор позволяет вместить например прибор в корпус Z-23, или пластиковую водопроводную трубу внешним диаметром 20мм.

ATtiny13-T - изменение периода следования тона ( 03.09.2016)

Еще

Представляем вам одну из наших новых разработок - чувствительный пинпоинтер. Предназначен данный прибор для поиска небольших металлических объектов. Используется совмесно с металлодетектором при раскопках - удобно проверять выкопанную землю на наличие мелких монеток, как или для поиска металлической арматуры в стенах. Из достоинств отмечу простоту и повторяемость схемы, режим динамический совмещённый с статическим, авто-настройка, высокая чувствительность, наличие ГУН - (VCO).

Принципиальная схема самодельного пинпоинтера:

Схему было проверено с феритовым стержнем диаметром 8 мм длина 50 мм, 320 витков провод 0,3. Кольцо диаметром 40 мм провод 0,14 - 150 витков. Испытание на грунте проводил с катушкой кольцо. При резких движениях или вращении катушки вокруг своей оси реагирует на магнитное поле земли, но это особо не напрягает так как поиск ведётся плавными движениями и без вращательных движений.

Плоскую катушку можно изготовить из очищеной от меди пластины стеклотекстолита.

Интегральный стабилизатор 78L05 может быть заменён на аналогичный с выходным напряжением 5 вольт. Если не нужен ГУН (генератор управляемый напряжением), то резистор R16 нужно пересоединить на 12 ножку U1B - показано штриховой линией.

Заменить транзисторы пинпоинтера КТ3102 можно любыми маломощными кремниевыми, звуковой излучатель можно применить другой с сопротивлением звуковой катушки не менее 100 Ом, но лучше поставить пьезо - будет экономично и достаточно громко. Светодиод - любой сверхяркий.

Питание данного пинпоинтера от 9-ти вольтовой батарейки типа "КРОНА". На печатной плате пинпоинтера оставлены места для припайки пружин-токосъёмников для соединения с батареей. Также на плате оставлено место для плоской катушки. Катушки в данном случае могут быть любой конструкции.

Конденсаторы C2 и C3 должны быть обязательно плёночными или другие но с нулевым ТКЕ, остальные конденсаторы могут быть любого типа.

Регулятор "порог" можно не устанавливать, но с помощью него можно увеличить чувствительность а также уменьшить когда это необходимо. Так что рекомендую его не убирать. Чувствительность пинпоинтера очень высокая, небольшое золотое кольцо начинает чувствовать с ручной регулировкой с 7 см.

Вот архив с в формате LAY, при наведении курсора на элемент высвечивается позиция элемента. Материал прислал - Slavake.

Обсудить статью ПИНПОИНТЕР