» » » Пинпоинтер «Малыш FM2V2» с различием металлов

Пинпоинтер «Малыш FM2V2» с различием металлов

Пинпоинтер «Малыш FM2V2» с различием металлов

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.)

Скачать прошивку для PIC12F675: metfm2_675_v2.rar [2.24 Kb] (скачиваний: 150)

Скачать прошивку для PIC12F629: metfm2_629_v2.rar [2.04 Kb] (скачиваний: 131)

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 этой ссылке, 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

Так как пинпоинтер предполагается использовать в жёстких полевых условиях, для него необходим прочный и герметичный корпус. На мой взгляд самым оптимальным и доступным вариантом является использование водопроводной ПХВ трубы, диаметром 25мм и длинной около 25см. Она прекрасно лежит в руке и с лёгкостью вмещает в себя все элементы устройства. Также один из концов трубы срезаем под углом около 60 градусов. Это позволит разместить катушку под удобным для поиска углом и даст возможность раскалывать заострённым концом земляные комки. На фото №16 показан внешний вид моего корпуса.


Фото №16 - корпус из водопроводной трубы

Выключатель питания и кнопку сброса я решил вынести наружу и прикрепить у основания трубы. Также не стоит забывать про светодиоды - под них следует сделать отверстия в удобном для восприятия месте - у меня они расположились приблизительно в центре. Отверстие под динамик не делал, его и так отлично слышно. Ниже, на фото №17, показан способ крепления выключателя и кнопки сброса.


Фото №17 - место крепления выключателя и кнопки сброса

С противоположной стороны крепится катушка. Чтобы зафиксировать её внутри трубы я использовал термоклей. А для того чтобы закрыть её от механических повреждений - вырезал из текстолита заглушку по форме среза. Результат показан на фото №18.


Фото №18 - крепление катушки и заглушка из текстолита

После того, как термоклей остынет, можно клеить заглушку. Лучше всего это делать при помощи супер-клея, присыпая неплотно прилегающие места обычной пищевой содой. При взаимодействии супер-клея и пищевой соды - образуется твёрдое вещество, напоминающее стекло. Таким способом можно устранить все щели в корпусе пинпоинтера. Результат проклейки показан на фото №19.


Фото №19 - крепление заглушки при помощи супер-клея и соды

Тыльная сторона прибора закрыта вырезанным по диаметру трубы поролоном. Можно конечно купить заглушку, но меня и так всё устраивает. В целом прибор получился эргономичным, хорошо лежит в руке и не занимает много места. Общий вид готового пинпоинтера показан на фото №20.


Фото №20 - внешний вид готового пинпоинтера

Ну и в конце хочу привести два видео-теста, без которых статья была бы не полной. Советую каждому иметь при себе такого помощника.


Тестирование на предмет различия металлов:


Тестирование дальности:

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Простейший металлоискатель на микросхеме К176ЛА7

Quasar ARM - обновление прошивки

9.5
Идея
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
9.5
Описание
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
9.5
Исполнение
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 10
Итоговая оценка: 9.5 из 10 (голосов: 4 / История оценок)
Чтобы написать комментарий необходимо войти на сайт через соц. сети (или зарегистрироваться):
Обычная регистрация
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
45 комментариев
  1. pogranec
    Отличная работа. Тоже подумывал о пинпоинтере, правда присматривался к схеме попроще без дискриминации. Делаю себе закладку.
    1. Roman1984 Автор
      Делайте этот пинпоинтер - не пожалеете. Проверен в полевых условиях. Сделал уже несколько разных модификаций. Все работают безупречно.
      1. Иван_Похмельев
        Всё отлично. Непонятно только, чем вызвано такое расположение органов управления.
        1. pogranec
          Пинпоинтер вспомогательный инструмент. Постоянно включать и выключать его нет необходимости. Нашел большим металлоискателем, выкопал. Присел, включил пинпоинтер. Катушка расположена впереди трубки, очень удобна искать в куче земли цель. Нашел, выключил и убрал прибор.
  2. Новий Стандарт
    А на какой глубине можно золотую или железную монету найти, например в песке ?
    Понял квантовую механику - гений
    1. Roman1984 Автор
      Всё зависит от диаметра катушки. Чем больше диаметр, тем больше глубина обнаружения. В ходе экспериментов выяснил, что максимальная глубина и стабильность работы достигается при диаметре катушки 15см. На этой основе решил сделать детский пляжный металлодетектор. Получился довольно неплохой пляжник. Монетку или золотое кольцо видит до 10-12см в песке, стабильность отличная.
  3. Иван_Похмельев
    Цитата: pogranec
    Нашел, выключил и убрал прибор.
    Я как раз про это: выключатель и кнопка торчат за габарит, могут цепляться при засовывании в рюкзак, потом при вытаскивании. Возможно случайное включение. Чем не устроило размещение не на самой выступающей части трубы, а на более узкой части? Там было бы смещение относительно существующего положения в пределах одного сантиметра.
    1. Roman1984 Автор
      Мне, в принципе, не мешает такое расположение. Пределу совершенства конечно нет и можно улучшать дизайн до бесконечности - это дело сугубо индивидуальное.
  4. Inoy
    Если нужно прошить Pic контроллеры обращайтесь
    1. Roman1984 Автор
      Как раз подготовил статью про самодельный программатор для pic-контроллеров, используемых в этом проекте. Позже могу кинуть ссылку на статью, когда она пройдёт проверку администрацией сайта.
      1. pogranec
        Роман а ссылку на печатную плату не скините?
        1. Roman1984 Автор
          Да, конечно, саму печатку не вставил в статью, но могу кинуть файл на почту если есть потребность.
  5. Roman1984 Автор
    Цитата: Roman1984
    Как раз подготовил статью про самодельный программатор для pic-контроллеров, используемых в этом проекте. Позже могу кинуть ссылку на статью, когда она пройдёт проверку администрацией сайта.

    Вот как раз и статья появилась на сайте, может кому пригодится.
  6. pogranec
    Roman1984,
    Спасибо. Почту в личку кину.
  7. Новий Стандарт
    Roman1984
    Хочу сделать на 15 см, а для котушки диаметром 15 см количество витков кажется другое должно бить не 249 ? А что если котушку екранировать только сверху а снизу нет, чувствительность улутшится ?
    Понял квантовую механику - гений
  8. Inoy
    Цитата: Новий Стандарт
    Roman1984
    Хочу сделать на 15 см, а для котушки диаметром 15 см количество витков кажется другое должно бить не 249 ? А что если котушку екранировать только сверху а снизу нет, чувствительность улутшится ?


    Количество витков еще зависит от диаметра провода.
    1. Новий Стандарт
      Inoy
      ну да, я имею ввиду при том же диаметре провода что в автора на маленькой котушке
      Понял квантовую механику - гений
      1. pogranec
        308 витков программа говорит
  9. Inoy
    Цитата: Inoy
    Цитата: Новий Стандарт
    Roman1984
    Хочу сделать на 15 см, а для котушки диаметром 15 см количество витков кажется другое должно бить не 249 ? А что если котушку екранировать только сверху а снизу нет, чувствительность улутшится ?


    Количество витков еще зависит от диаметра провода.

    Если провод у вас будет 0.4 как у автора то всего 61 виток нужно
    1. Новий Стандарт
      Inoy
      61 виток для диаметра котушки - 15 см , а ну спасибо, как ето вы так быстро пощитали)). А на счет екранирования котушки только сверху, ее дальность обнаружения возрастет, и как еще можна увеличить глубину обнаружения ?
      Понял квантовую механику - гений
    2. pogranec
      1-----------------------------------------------------------------------
      plugin: Многовитковая круглая петля v11.2.7.66

      Индуктивность: 1500 µГн
      Внутренний диаметр D: 15 мм
      Диаметр провода d: 0,4 мм
      => Число витков катушки: N = 308
      => Толщина петли T = 7,02 мм
      1. Новий Стандарт
        pogranec
        мне кажется вы брали 15 мм (1,5 см), вместо 15 см (150 мм) или опечатка ? но 15 мм тоже пригодится, спасибо
        Понял квантовую механику - гений
        1. pogranec
          Может быть, сейчас посмотрю еще раз
        2. pogranec
          Вы хотите сделать больше катушку. А я подумал меньше. Тогда все правильно
          Индуктивность: 1500 µГн
          Внутренний диаметр D: 150 мм
          Диаметр провода d: 0,4 мм
          => Число витков катушки: N = 61,2
          => Толщина петли T = 3,13 мм
  10. Новий Стандарт
    pogranec
    Да думал побольше. Выходит чем больше диаметр котушки тем меньше витков, хм, а значит есть такой диаметр катухи, где всего 1 виток, она то наверно глубоко обнаруживает, не правда ли?
    Понял квантовую механику - гений
    1. pogranec
      А смысл?
      Индуктивность: 1500 µГн
      Внутренний диаметр D: 150000 мм
      Диаметр провода d: 0,4 мм
      => Число витков катушки: N = 1,1
      => Толщина петли T = 0,42 мм
      1. Новий Стандарт
        pogranec
        Диаметр катушки 150 м для 1 витка, да, большая, уже не удобно носиться. Я видел как в пустыне искали метеориты, так там была рамка где-то 3 м диаметром . А диаметром 150 м разве что на какую-то баржу поставить, чтобы что-то искать на дне реки или моря, по идее дальность обнаружения металла должно быть до 200 м от центра катушки. Наверно чувствительность возростает при уменьшении числа витков и уменьшении диаметра провода, так как улушчается магнитная проницаемость, а еще лучше использовать не один провод а несколько (косу). Или еще вариант квадратного сецения провод (шину), и не круглую катушку, а квадратную, или шестигранную
        Понял квантовую механику - гений
  11. Pronin
    Чувствительность, показанная топикстартером на видио, невысокая (для пинпойнтера). Провод можно использовать тоньше ~ 0,27мм. У сильно сплюснутой катушки чувство меньше. Автор схемы и проги (Eddy71) по мах выжал из схемы и PIC675 чувствительность.
    1. pogranec
      Т.е если намотать тоньшим проводом и оставить круг, то чувствительность будет лучше?
  12. Pronin
    Т.е если намотать тоньшим проводом и оставить круг, то чувствительность будет лучше?

    Да. И для этого метода нужно бОльшее кол-во витков (для чувства). Ограничение накладывает измеритель на PIC675(по частоте) и ёмкостной эффект катушки.
    А большая рамка(на этом принципе) >1м ничего не даст(в смысле увеличения глубины). Тк здесь нужна конкретно сосредоточенная индуктивность. Конструктивные ограничения.
    Большие рамки есть, но они строятся на других принципах....
  13. Roman1984 Автор
    pogranec,
    Подтверждаю. При изготовлении датчика 15см необходимо мотать 61 виток провода 0,4. Экранировать необходимо полностью, но обеспечить зазор, чтобы не было замкнутого контура. Для тех, кто хочет видеть больше диаметр и глубину, этот прибор не подходит, тут необходимо смотреть в сторону импульсных МД и т.п. Принципы измерения частоты не позволяют более увеличить глубину обнаружения без потери стабильности.
  14. denis832711
    Доброго времени суток! Не могли бы вы отправить печатную плату по адресу: denis832711@gmail.com Заранее спасибо!
    1. Roman1984 Автор
      Здравствуйте, файл отправил.
      1. dell-ua
        Здравствуйте! скиньте, пожалуйста на почту dell-@ukr.net файл платы данного пина, заранее спасибо
      2. queit
        Здравствуйте.
        Очень интересная статья. Загорелся сборкой.
        Скиньте, пожалуйста, файл печатной платы на queit@ngs.ru
        1. Roman1984 Автор
          Спасибо, старался описать как можно подробнее. Файл печатной платы отправил. Удачи в сборке.
  15. Vladimir418
    Скиньте пожалуйста ссылку на плату. Заранее спасибо.
  16. Vladimir418
    Цитата: Vladimir418
    Скиньте пожалуйста ссылку на плату. Заранее спасибо.

    gorbachev-vova@mail.ru
  17. Roman1984 Автор
    По многочисленным просьбам выкладываю ссылку на файл печатной платы: (ссылка)
  18. Vladimir418
    Доброго времени суток. Подскажите начинающему что я сделал не так?

  19. Vladimir418
    При подачи питания ни какой реакции, только крона греется.
    1. Subbota40
      Греется Крона? Большой ток. Где то закорочено питание. Прозвони конденсаторы, внимательно просмотри хорошо ли протравилась медь между дорожками на плате.
  20. Vladimir418
    Короткое нашёл и устранил, питание на м к пошло на 1й ножке 3.5v а на 2й 2.1v, и так же ни каких признаков жизни.
  21. 132
    Здравствуйте.Скиньте пожалуста печатную плату на почту vvv.romanenko@yandex.ru Заранее благодарен Вам!
    1. Roman1984 Автор
      Выше я приводил ссылку на плату

Добрый день, Гость!


Зарегистрируйтесь

Или войдите на сайт, если уже зарегистрированы...

Войти

А затем...

Добавьте самоделку

Или...

Добавьте тему

Онлайн чат

Опрос
Сколько по времени, чаще всего, Вы делаете самоделку?

Последние комментарии

Подсветка- маяк для охотников за цветметом, пернатые уже в сумерках спать ложатся....
Подхожу к замку - не могу открыть, достаю из широких штанин ножовку по металлу+надфили и ву-а-ля, замок открыт! Вот думаю, не добавить ли в набор постоянно носимых в кармане инструментов ещё и...
Автор просто идиот или читателей считает идиотами?...
Промолчу про пару медь - алюминий, но сдаётся мне, алкаши быстро уволокут! Я бы поигрался с корпусом из большой пластиковой бутыли. Вопрос в другом, для кого подсветка?...
Все комментарии