Пинпоинтер «Малыш FM2V2» с различием металлов

19.08.2018

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:

Ниже приведён список радиоэлементов, используемых в схеме.

Скачать прошивку для PIC12F675:

metfm2_675_v2.rar

[2.24 Kb] (скачиваний: 0)

Скачать прошивку для PIC12F629:

metfm2_629_v2.rar

[2.04 Kb] (скачиваний: 0)

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:

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.