Металлоискатель пират на микроконтроллере
Металлоискатель пират на микроконтроллере своими руками
В интернете,и на нашем сайте схема металлоискателя Пират получило широкое распространение, и тут выложу схему данного металлоискателя на микроконтроллере PIC12F683.Смотрим далее
Схема заработала, но ряд моментов в прошивке контроллера и самой схеме мне не понравилось.
Творческий зуд заставил меня написать под ту плату свою прошивку. Не полное использование потенциала контроллера и желание ещё больше упростить схему аналоговой части подтолкнули на эксперименты. В результате было «отутюжено» с десяток вариантов плат и в конце концов родился «Питон» (точнее Pi-Tone) как попытка устранить главный недостаток «ИМПАД»-«ПИРАТ» — жуткий звук. (У меня через 20-30 минут от слушания его жужжания начинала болеть голова). К сожалению, ресурсов PIC12F675 для реализации задуманного не хватило.
Пришлось применить PIC12F683. Он всего на 10-15 центов дороже, чем PIC12F675, зато теперь не только на всё хватило ресурсов, но и остался задел для дальнейшего развития проекта (а задумки уже есть).
Чувствительность металлоискателя при «правильных» деталях и точном исполнении поисковой катушки те же 20-25см на 5 коп. СССР и примерно полтора метра на крупные металлические предметы вроде двери. Ток потребления в режиме поиска около 30 мА и при сработке около 50 мА.
Кроме лучшего звука, за счёт применения контроллера, удалось добавить в схему контроль напряжения аккумулятора. При включении «Питон» сообщает уровень заряда: три сигнала — напряжение батареи выше 12в, два — более 11,3в, один — выше 10,5в. При снижении напряжения ниже 10,3в (для аккумулятора это критическая величина) работа формирователя импульсов останавливается и контроллер издаёт звук, оповещающий о прекращении работы металлоискателя.
Светодиод работает синхронно с генерацией звуков, поэтому на эту цепь можно подключить цепь управления вибромоторчиком для беззвучного режима.
Динамик лучше использовать высокоомный (30-50 Ом). С наушниками чувствительность металлоискателя немного выше (видимо из-за меньшего потребления тока и нагрузки на батарею).
При правильной сборке из исправных деталей металлодетектор начинает работать сразу и без настройки, если Вы не захотите экспериментировать с катушкой. Я рассчитывал номиналы на плате и временные параметры работы контроллера под определённую катушку. Её надо будет сделать точно.
Катушка делается очень просто — из самого обычного и распространённого кабеля для компьютерных сетей, витой пары. 4 пары без экрана. Понадобится кусок длинной ровно 2 метра.
Далее, надо будет с каждого конца удалить трубку изоляции длинной примерно 2-3см. и зачистить кончики всех восьми одножильных проводков витых пар. Далее надеваем на проводки изоляционные трубочки и спаиваем концы так, чтобы получить 8 витков провода. С учётом трёх колец кабеля имеем 3 х 8 = 24 витка в катушке.
Запрограммировать микроконтроллер PIC12F683 можно с помощью такого программатора.
Порядок спайки концов катушки:
Вот такой вид имеют контакты самодельной катушки из витой пары: 
От поисковой катушки до платы потребуется кусок кабеля. Я использовал аудиокабель — 2 жилы в толстом прозрачном силиконе. Сечение 0,75мм по меди. Почему он? У него низкая погонная ёмкость. Это способствует отсутствию паразитных колебаний («звона») сигнала при формировании зондирующих импульсов. Если Вы примените другой кабель, возможно понадобится подбор шунтирующих катушку резисторов (R4 и R5).
Если Вам хочется получить максимальную дальность обнаружения металлических предметов, ниже методика подбора сопротивления параллельно катушке от автора «Пирата»:
Как настроить резистор параллельный катушке.
Заменяем его цепочкой из переменного 470 Ом, например, и постоянного 150 Ом не менее 0,5 Вт.
1-установить переменный резистор в положение минимального сопротивления.
2-выставить резистором «Порог» максимальную чувствительность и замерить линейкой дальность для выбранной мишени (монета, или банка и т.д.)
3-Увеличить сопротивление переменного резистора примерно на 10%.
4-снова точно выставить «Порог» и замерить дальность линейкой.
Повторять эти операции пока чутьё будет расти. Пройдя оптимальное значение для сопротивления к катушке дальность начнёт уменьшаться. Это сопротивление нужно подобрать с точностью 5-10 Ом и заменить на постоянное.
Настраивать лучше с наушниками, уменьшив их громкость до приемлемой.
Скачать исходники для данного металлоискателя
Источник
Металлоискатель питон своими руками
Признаюсь сразу: когда я первый раз увидел схему импульсного металлоискателя «ИМПАД» (чуть позже её доработали и переименовали в «ПИРАТ»), я не поверил, что ЭТО может вполне неплохо работать, показывая с простейшей катушкой результат 20-25см на монету 5 копеек СССР. Не удержался и собрал этот импульсный металлодетектор. К моему удивлению, ОНО заработало. Причём довольно неплохо! Схема оригинала выглядит так:
На мой взгляд, автор этого схемного решения (Вадим2 с форума cxem.net) проявил просто гениальную смелость — за счёт тонкого понимания работы простейших деталей, смог получить очень неплохой металлоискатель с экстремально низкой стоимостью и прекрасной повторяемостью, не похожий ни на какой другой своей схемотехникой. Несколько дней с осциллографом понадобилось мне чтобы понять тонкости работы схемы. Удивительное решение!
Собрав тот металлоискатель (кажется) в 2013 году, я с ней немного «поигрался», но так и не прочувствовав принципа работы, успешно распаял плату..
А месяц назад на том же форуме cxem.net увидел продолжение этой схемы в виде проекта на PIC12F675. Не удержался, собрал. Схема заработала, но ряд моментов в прошивке контроллера и самой схеме мне не понравилось. Творческий зуд заставил меня написать под ту плату свою прошивку. Не полное использование потенциала контроллера и желание ещё больше упростить схему аналоговой части подтолкнули на эксперименты. В результате было «отутюжено» с десяток вариантов плат и в конце концов родился «Питон» (точнее Pi-Tone) как попытка устранить главный недостаток металлоискателя «ИМПАД»-«ПИРАТ» — жуткий звук. (У меня через 20-30 минут от слушания его жужжания начинала болеть голова). К сожалению, ресурсов PIC12F675 для реализации задуманного не хватило. Пришлось применить PIC12F683. Он всего на 10-15 центов дороже, чем PIC12F675, зато теперь не только на всё хватило ресурсов, но и остался задел для дальнейшего развития проекта (а задумки уже есть).
Схема импульсного металлоискателя, на мой взгляд, стала даже немного проще оригинала.
Чувствительность металлодетектора при «правильных» деталях и точном исполнении поисковой катушки те же 20-25см на 5 коп. СССР и примерно полтора метра на крупные металлические предметы вроде двери. Ток потребления в режиме поиска около 30 мА и при сработке около 50 мА.
Кроме лучшего звука, за счёт применения контроллера, удалось добавить в схему контроль напряжения аккумулятора. При включении металлоискатель «Питон» сообщает уровень заряда: три сигнала — напряжение батареи выше 12в, два — более 11,3в, один — выше 10,5в. При снижении напряжения ниже 10,3в (для аккумулятора это критическая величина) работа формирователя импульсов останавливается и контроллер издаёт звук, оповещающий о прекращении работы металлоискателя.
Светодиод работает синхронно с генерацией звуков, поэтому на эту цепь можно подключить цепь управления вибромоторчиком для беззвучного режима.
Динамик лучше использовать высокоомный (30-50 Ом). С наушниками чувствительность металлоискателя немного выше (видимо из-за меньшего потребления тока и нагрузки на батарею).
При правильной сборке из исправных деталей импульсный металлодетектор начинает работать сразу и без настройки, если Вы не захотите экспериментировать с катушкой. Я рассчитывал номиналы на плате и временные параметры работы контроллера под определённую катушку. Её надо будет сделать точно.
Катушка делается очень просто — из самого обычного и распространённого кабеля для компьютерных сетей, витой пары. 4 пары без экрана. Понадобится кусок длинной ровно 2 метра.
Далее, надо будет с каждого конца удалить трубку изоляции длинной примерно 2-3см. и зачистить кончики всех восьми одножильных проводков витых пар. Далее надеваем на проводки изоляционные трубочки и спаиваем концы так, чтобы получить 8 витков провода. С учётом трёх колец кабеля имеем 3 х 8 = 24 витка в катушке.
Порядок спайки концов катушки:
Идея была позаимствована из этой статьи:
Там Вы найдёте более подробное описание. Но я не стал оставлять длинные концы проводов как в первоисточнике и загибать их внутрь катушки, как там указано. Дело в том, что любой металл внутри плоскости катушки будет очень сильно снижать чувствительность металлоискателя к полезным мишеням. Потеряем в дальности. Перед спайкой концов двухметровый кусок кабеля следует свернуть кольцом в три провода. Выйдет кольцо диаметром около 21см.
От поисковой катушки до платы потребуется кусок кабеля. Я использовал аудиокабель — 2 жилы в толстом прозрачном силиконе. Сечение 0,75мм по меди. Почему он? У него низкая погонная ёмкость. Это способствует отсутствию паразитных колебаний («звона») сигнала при формировании зондирующих импульсов. Если Вы примените другой кабель, возможно понадобится подбор шунтирующих катушку резисторов (R4 и R5).
Проект ещё не завершён — в планах погонять плату с большими «глубинным» катушками (и соответственно добавить поддержку в софте для них). Собственно для того на плате и оказалась кнопка. Пока этим не занимался.
Как ни странно, но в такой простой схеме много ещё сюрпризов. Хочется довести до совершенства.
Если Вам хочется получить максимальную дальность обнаружения металлических предметов, ниже методика подбора сопротивления параллельно катушке от автора «Пирата»:
Как настроить резистор параллельный катушке.
Заменяем его цепочкой из переменного 470 Ом, например, и постоянного 150 Ом не менее 0,5 Вт.
1-установить переменный резистор в положение минимального сопротивления.
2-выставить резистором «Порог» максимальную чувствительность и замерить линейкой дальность для выбранной мишени (монета, или банка и т.д.)
3-Увеличить сопротивление переменного резистора примерно на 10%.
4-снова точно выставить «Порог» и замерить дальность линейкой.
Повторять эти операции пока чутьё будет расти. Пройдя оптимальное значение для сопротивления к катушке дальность начнёт уменьшаться. Это сопротивление нужно подобрать с точностью 5-10 Ом и заменить на постоянное.
Настраивать лучше с наушниками, уменьшив их громкость до приемлемой.
Один из гостей моего сайта уже успел повторить «Питон», но сделал его на своей плате, применив преобразователь 3,7в -> 12в один аккумулятор 18650. Металлодетектор вышел очень компактным:
Вот небольшое видео с его работой.
Файлы прошивок для контроллера и платы можно бесплатно скачать в разделе «Каталог файлов».
Если Вы авторизуетесь на сайте в качестве пользователя, Вы будете получать уведомления о новых материалах на сайте.
Источник
«PiTone» v2 окончание
Продолжаю воплощать в железо идею очень простого, недорогого, легкого в использовании и изготовлении металлоискателя, параметрами мало уступающего именитым приборам, с помощью которого легко попробовать себя в роли Индианы Джонса и найти что-то ценное под поверхностью матушки Земли 🙂
Так совпало, что в связи с праздником Троицы у меня образовался лишний выходной. Наконец дошли руки доделать то, что не давало покоя после опубликования проекта нового металлодетектора «PiTone» v2, а именно приведение в порядок служебных звуков и сигналов, а также платы устройства.
Схема металлоискателя не изменилась, та часть программы, которая отвечает за детектирование металлических предметов возле поисковой катушки тоже осталась без изменений, а вот сигналы о севшем аккумуляторе, переключение режимов озвучки, подтверждение всех событий с помощью вибросигнала (для подводного варианта исполнения металлодетектора) и мелкие недостатки отображения линейкой светодиодов служебной информации переписал полностью. Правда память у контроллера совсем закончилась, но теперь я смогу спать спокойно — совесть меня больше не мучит за недоделки. 🙂
Схема практически та же, пару деталек добавил, сильно не влияющих на работу металлодетектора:
При включении микроконтроллер производит тестирование деталей платы и калибруется на работу с установленными деталями. Когда огонёк на светодиодах бежит от первого к шестому, контроллер тестирует стабилизацию питания и ток катушки, при обратном движении огонька он калибруется на режимы усилителя.
Соответственно, если при первом сканировании произошла ошибка (преобразователь напряжения, катушка, батарея, провода), мигает первый светодиод, если неисправность в работе усилителя (или поддельный операционник), то мигать будет второй светодиод.
Если захотите заказать в Китае заводские платы, я уже разместил гербер-файлы на сайте seeedstudio в свободный доступ:
https://www.seeedstudio.io/Metal-Detector-PiTone-v2-by-Eddy71-g-1226359
Если же захотите самостоятельно изготовить, файл платы я добавил в архив финальной версии с прошивками металлоисктеля «Питон-2». Для платы в архиве подходит прошивка с буквой «А».
В металлоискателе применен микроконтроллер нового семейства, с более низковольтным и производительным ядром, поэтому процесс прошивки его программатором PICkit2 и PICkit3 немного отличается от прошивки контроллеров старых семейств. Как это сделать я описал тут: http://www.eddy.com.ua/archives/71 9
ps. к сожалению, свободная память у контроллера закончилась раньше, чем я смог воплотить всё задуманное, так что похоже будет продолжение. Чуть позже.
Схема для простой зарядки двух аккумуляторов:
Окончание статьи о конструкции металлоискателя «PiTone2» читайте тут: http://www.eddy.com.ua/archives/784 
Источник
