Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

 В этой статье описывается изготовление металлоискателя «Забава-м1» своими руками. Основное отличие от «Забавы» заключается в расположении рабочего генератора рядом с катушкой в датчике, изготовленном из эпоксидной смолы. Такое расположение позволило вывести соединительный кабель из состава генератора и тем самым повысить стабильность его работы, а значит повысить реальную глубину обнаружения металлических предметов.
Технические характеристики металлоискателя «Забава-м1»:
    Напряжение питания – 9-12 В.
    Потребляемый ток – 17-20 мА.
    Селективность – отличает мелкие железные предметы от предметов из цветного металла и железных предметов с большой площадью поверхности.
    Регулировка чувствительности – имеется.
    Принцип работы - «частотомер».
    Режим работы – динамический (реагирует на металл, только при движении датчика).
Расстояние обнаружения (на воздухе):
    Монета диаметром 25 мм – 17 см.
    Крышка для консервирования – 31 см.
    Крышка от бака (диаметр 40 см) – 70 см.
    Максимальное расстояние обнаружения – 100 см.
Принцип работы металлоискателя.
Программа записанная в микроконтроллер периодически измеряет частоту рабочего генератора. Анализируя результаты измерений, программа выявляет повышение или понижение частоты рабочего генератора и выдает на наушники соответствующий сигнал.
Fuse биты.
Должны быть запрограммированы CKSEL0, SUT0, SPIEN. Остальные – не запрограммированы.
Прошивка.
zabava1.2.rar - скачать программу для микроконтроллера.

Принципиальная схема металлоискателя "Забава-М1".
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"


Принципиальная схема металлоискателя "Забава-М1".

Список деталей.
Микросхемы:
    IC1 - К561ЛЕ5 (CD4001A)
    IC2 - ATTINY2313A
    IC3 - 78L05
    IC4 - 78L05
Диоды:
    D1 - КД521
Резисторы:
    R1 – 4.7к
    R2 – 560ом
    R3 – 1к
    R4 – 1к
    R5 – 470оМ
    R6 – 1к подстроечный
    R8 – RS09-R-30 10к переменный
Конденсаторы:
    C1, C2 – 4700 пФ
    C3 – 3300 пФ
    C4, C5 – 27 пФ
    C6 – 47 мкФ на 16 В электролитический
    C8 – 47 мкФ на 16 В электролитический
    C7, C9, C10, C13 – 0.1 мкФ
    C11 – 47 мкФ на 16 В электролитический
    C12 – 47 мкФ на 16 В электролитический
Панелька для микроконтроллера:
    Двадцати контактная панелька.
Кварцевый резонатор:
    ZQ - 20мГц.
Кнопка “RESET” (сброс):
    S1 - DTS-66 (размер 6х6x13).
Выключатель питания:
    S2 - Переключатель (любой подходящий выключатель).
Катушка L1:
    Овальная катушка – 24 на 16 сантиметров. Количество витков – 50. Диаметр провода – 0.3-0.5 миллиметра.
Наушники:
    Низкоомные, для плеера.
Разъем под наушники:
    Внешний, припаивается к проводу сантиметров тридцать длинной.
Разъем для батареи:
    Разъем для батареи типа «крона».
Батарея:
    Аккумулятор или батарея типа «крона», 9 вольт.
Кабельный ввод:
    Кабельный ввод PG7.
Провод соединяющий основную плату и плату генератора – двухжильный, каждая жила в экране, длиной примерно 1 метр.
Для монтажа деталей использовалась односторонняя макетная плата.
Корпус для основной платы - BOX-G01B.
Конденсаторы C1, C2, C3 должны быть с возможно меньшим температурным коэффициентом (ТКЕ).

Изготовление катушки.

Катушка наматывается на овальную оправку, склеенную из гофрированного картона. Каждые десять витков промазываются эпоксидной смолой, всего в катушке 50 витков, диаметр провода примерно 0,5 мм (провод из системы размагничивания кинескопа телевизора). Длина катушки – 24 см, ширина – 16см. После отверждения эпоксидной смолы, катушка освобождается от оправки, осторожно срезается лишняя смола, катушка обматывается одним слоем изоляционной ленты.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
 
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

Экранирование катушки.

Поверх изоленты катушка обматывается полосками алюминиевой фольги от шоколада (экран), нужно оставить небольшой зазор между началом и концом обмотки в районе выводов катушки (начало и конец экрана катушки не должны соединятся). По экрану наматывается несколько витков луженого провода, он будет припаян к минусу платы генератора. Поверх экрана и луженого провода, очень плотно наматывается два слоя изоляционной ленты.

Изготовление формы для заливки катушки эпоксидной смолой.

Исходя из размеров готовой катушки, из ДВП выпиливается каркас датчика, к каркасу приклеиваются бортики из картона. Уши для крепления датчика к штанге металлоискателя выпиливаются так же из ДВП.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

 Изготовление генератора.

Генератор собирается на кусочке односторонней макетной платы согласно схеме.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

Заливка катушки эпоксидной смолой.

К генератору припаивается катушка и соединительный кабель пропущенный в кабельный ввод (PG7). Затем все укладывается в форму для заливки, уши и кабельный ввод приклеиваются клеем. Генератор желательно экранировать снизу, для этого под генератор можно подложить кусочек одностороннего фольгированного текстолита, фольгу которого нужно соединить с минусом. Когда клей высохнет, форма заливается смолой.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

После отверждения смолы датчик освобождается от картонных бортиков и обрабатывается наждачной бумагой. Затем нужно покрыть смолой уши и низ датчика.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

Монтаж деталей.

Детали монтируются на куске односторонней макетной платы согласно схеме. Размер платы выбирается исходя из размеров корпуса. Выводы от корпуса R8 значительно больше отверстий в плате, отверстия нужно рассверлить до нужных размеров. Выводы некоторых подстроечных резисторов немного больше отверстий в плате, в этом случае выводы можно слегка обточить надфилем.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

    В связи с большим разбросом параметров деталей, узел чувствительности часто работает не правильно, в крайнем положении R8 максимальная чувствительность не достигается. Чтобы это исправить, можно подбирать R3 в сторону увеличения номинала. Ставьте сначала 1.3 кОм, потом 1.6, далее 2 кОм и так далее, пока расстояние обнаружения не перестанет увеличиваться. C3 желательно использовать с нулевым ТКЕ, иначе при увеличении или снижении температуры настройка чувствительности может "уплыть".  

Хочу заметить, что у корпуса BOX-G01B есть, (на мой взгляд) существенный недостаток – батарейный отсек слишком мал, батарейка еле входит и извлечь ее без помощи отвертки затруднительно. Еще присутствует проблема с открытием крышки батарейного отсека, приходится поддевать ее отверткой.

Сборка металлоискателя.

Штанга металлоискателя изготовлена из сантехнических труб диаметром 25мм, верхняя часть сделана из металлопластиковой трубы, нижняя из полипропиленовой. На конце нижней части штанги просверлено отверстие для крепления датчика. Датчик крепится к штанге с помощью пластикового винта (использован винт крепления крышки унитаза). Подлокотник изготовлен из канализационной трубы.

Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"
Самодельный металлоискатель "Забава-М1"

Когда и какие сигналы подает металлоискатель «Забава-м1».

Строго говоря, металлоискатель реагирует не на металл, а на изменение частоты поискового генератора. Металлоискатель подает два типа сигналов, один сигнал похож на писк, назовем его высокочастотным, второй похож на треск, назовем его низкочастотным.

Когда датчик приближается к предмету из цветного металла, частота генератора повышается и программа выдает высокочастотный сигнал, вот датчик проходит над предметом и начинает удаляться от него, в этот момент частота генератора начинает понижаться и программа выдает низкочастотный сигнал. В результате при проходе датчика над мишенью из цветного металла мы услышим два коротких сигнала, первый – высокочастотный, второй – низкочастотный.

При проходе датчика над мишенью из черного металла происходит все наоборот. При приближении датчика к черному металлу частота генератора понижается и звучит низкочастотный сигнал, когда датчик начинает удаляться от предмета из черного металла, частота генератора увеличивается и подается высокочастотный сигнал. В результате при проходе датчика над мишенью из черного металла мы услышим два коротких сигнала, первый – низкочастотный, второй – высокочастотный.

Все не так уж сложно, но есть «ложка дегтя», дело в том, что металлоискатели реагируют на грунт и на разные минералы, не всегда конечно, есть грунты, которые металлоискатели практически «не замечают» а есть такие, на которых даже с очень дорогими фирменными металлоискателями нормально работать не возможно.

«Забава-м1» реагирует на грунт так же как на предмет из черного металла небольшого размера, то есть при приближении датчика к грунту звучит низкочастотный сигнал, при удалении от грунта звучит высокочастотный сигнал. Что бы избавиться от сигналов грунта, приходится уменьшать чувствительность. Еще нужно научиться, при поиске выдерживать расстояние от датчика до грунта всегда одинаковым, тогда грунт не будет изменять частоту генератора и ложные сигналы не появятся.

 
Как работать с металлоискателем «Забава-м1».

Перед началом работы нужно настроиться на грунт в районе поиска. Установите резистором R8 максимальную чувствительность (вращайте по часовой стрелке, до упора). Поднесите поисковую катушку к земле на расстояние 1 – 2 см (рядом не должно быть металлических предметов) и слегка покачивая ее в вертикальной плоскости, медленно уменьшайте чувствительность (вращайте регулятор против часовой стрелки), до тех пор, пока сигналы от грунта в наушниках пропадут.

При поиске, катушку нужно перемещать над землей со скоростью примерно 0.5 м/сек, стараясь выдерживать расстояние от грунта до катушки все время одинаковым. В большинстве случаев при обнаружении металлического предмета, металлоискатель подает двойной сигнал.

Если, первым был сигнал высокой частоты, а вторым был низкочастотный сигнал, то найденный предмет из цветного металла, или железный с большой площадью поверхности. Если первый сигнал низкочастотный, а второй высокочастотный, то находка – это железный предмет небольшого размера.

Чтобы определить точное местоположение предмета из цветного металла, нужно поднять катушку над грунтом, затем опустить ее вертикально к земле в предполагаемом местоположении предмета. Если при опускании прозвучал низкочастотный сигнал, значит, под катушкой цветного металла нет. Если катушка опустилась точно над цветным металлом, то прозвучит высокочастотный сигнал (при условии, что грунт не сильно минерализован). Таким же способом можно обследовать ямы, а так же участки, сильно замусоренные мелкими железными предметами, ржавчиной, угольками и т. д.

При максимальной чувствительности, металлоискатель может постоянно подавать ложные сигналы. Это происходит из-за нестабильной работы поискового генератора, причина может быть в C1 и C2, в катушке или в непрочной конструкции штанги и датчика. Если ложные сигналы происходят на уровнях чувствительности, при которых ранее металлоискатель работал нормально, то это означает разряд батарейки.

Будьте внимательны при подсоединении батарейки – недопустимо, даже кратковременно перепутать плюс с минусом. При «переплюсовке» металлоискатель может выйти из строя.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика