Tracker pi 2 своими руками

Принцип действия приборов данного типа основан на возбуждении в металлическом объекте импульсных вихревых токов и измерении вторичного электромагнитного поля, которое наводят эти токи. Сигнал возбуждения передается в передающую катушку датчика не постоянно, а периодически, в виде импульсов. В проводящих (металлических) объектах наводятся затухающие вихревые токи, которые возбуждают затухающее электромагнитное поле. Это поле, в свою очередь, наводит в приемной катушке датчика затухающий ток, который и регистрируется приемной частью схемы с последующей индикацией – световой и звуковой. В зависимости от проводящих свойств и размера объекта, сигнал меняет свою форму и длительность. Приборы данного типа имеют свои достоинства и недостатки-малая чуствительность к минерализованному грунту и соленой воде, но при этом плохая селективность по типу металла и большое токопотребление.

Краткие технические характеристики Tracker PI-2:

-чуствительность 18-20см на монету диаметром 25мм и до 100-150см на крупные металлические объекты

-питание от 9 до 15 вольт, при токопотреблении до 100мА

-очень простой датчик, не требующий никаких специфических настроек

Приступая к сборке прибора, прежде всего изготавливаем печатную плату (прошивка и рисунок платы от DesAlex’а в формате LAY находится в архиве). Вторым важным этапом при сборке является прошивка микроконтроллера ATtiny2313, который является аналогом устаревшего AT90S2313, снятого с производства. Сделать это можно с помощью простого программатора при посредстве программы PonyProg. При прошивке микроконтроллера фьюз биты нужно выставить следующим образом: поставить галочки в окошечках SUT 1, CKSEL 1, CKSEL 0 – в остальных окошечках галочки не ставить. Дальнейшая сборка прибора производится согласно схемы. Настройка схемы также не вызывает затруднений-достаточно выставить максимальную чуствительность резистором R7, учитывая при этом воздействие грунта и ложные сработки при внешних помехах. Прибор может работать с несколькими датчиками различных конструкций.

Это может быть как простое колечко диаметром около 20см, глубинная рамка размером 100х100см

или объемный корзиночный датчик.

Самый простейший датчик довольно прост в изготовлении. Основа его – катушка из 27 витков одножильного провода в эмалевой изоляции диаметром 0,5-0,8мм намотанная на оправке диаметром 18-25см.

В заключении хочется сказать, что хоть информация о приборе давно удалена с сайта авторов, но он до сих пор пользуется заслуженной популярностью у радиолюбителей и поисковиков как надежный и безотказный помощник.

Особых проблем при самостоятельной сборке в принципе не возникает, даже если это ваше первое устройство с применением МК. Методику настройки почитайте в обсуждении на специальной ветке форума, посвящённой Tracker PI-2. Автор статьи: Электродыч.

Обсудить статью МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЬ TRACKER PI-2

Еще в детстве заинтересовался темой металлоискателей, было интересно наблюдать, как с помощью какой то штуки люди находили интересные вещи под землей. Конструкция металлоискателей для меня тогда казалась сложной, поэтому я даже не пытался их сооружать. Прошло время и недавно я вспомнил о своем детском увлечении и решил сделать металлоискатель. Идею поддержал мой друг Андрей Агешин и приборов решили делать сразу два.

Для реализации хотели выбрать не сложную, но в то же время рабочую схему которых в сети оказалось достаточно много, но выбор пал на вариант Колокова-Щедрина. Схема повторена радолюбителями много раз, одно время и МастерКит выпускал набор для сборки их "Кощея". Схема взята оригинальная, прошивка найдена в сети, собственно, на разных ресурсах повторяют одну и ту же конструкцию, с одной и той же прошивкой.

В принципиальную схему металлоискателя Tracker PI-2 внесли только одно изменение – в узел индикации добавили к каждому светодиоду по гасящему резистору, на тот случай, если будет заменена прошивка в будущем на индикацию со "светящимся столбом" вместо "бегающей точки", в принципе, можно оставить и один общий резистор как в оригинале.

Печатных плат в сети оказалось тоже достаточно много, особенно популярная печатка от DesAlex, но по своей новой традиции я делаю печатные платы под заранее подобранный корпус. Во вторых, не хотелось иметь в конструкции ничего висящего на проводах, а значит все кнопки, разъемы, переключатели, подстроечные элементы и т.п. должны быть установлены на плату. Кнопку питания умышленно сделал сзади прибора, что бы в процессе работы случайно на нее не нажимать. На данный момент это второй, переработанный вариант моей платы, который немного отредактирован на момент написания этой статьи, так что могут быть визуальные отличия от того, что показано здесь на фото. Скачать все файлы проекта, в том числе и рисунок печатной платы можно в конце статьи.

Корпус нашел в Чип-Дипе – G10010040B и крышка к нему G10010040L, размеры 100х100х40мм, достаточно компактный и очень дешевый (всего 30р). Платы изготовлены методом ЛУТ.

Детали металлоискателя Tracker PI-2: в качестве переключателей применил PS22F11 (или B4003); переменный резистор – 16K1-B5K L20KC; кнопка сброса – TS-A4PV-130; разъем питания – от старого модема; светодиоды – обычные 3мм; подстроечные резисторы – 3362H-1-203LF (аналог СП3-19а); разъем для наушников – 3F07 (от аудиоразъема старого корпуса ПК); конденсаторы КМ-5 и КМ-6 (из старых запасов); остальное – по схеме.

С электронной частью металлоискателя Tracker PI-2 разобрались, теперь вторая главная деталь – катушка (датчик).

Катушка наматывается кольцом диаметром 18-25 см, количество витков – 27, провод – ПЭВ 0.5 – 0.8 мм (идеально 0.65 мм). Вариантов намотки датчиков много, но основное в них – каркас. Найти подходящего кольца я так и не смог, решил его сделать сам. В качестве опыта пробовал гнуть водопроводную ПВХ трубу нагревая её над газовой плитой, но ничего не вышло, затем мне подсказали попробовать сделать то же, но с трубами для теплых полов. В магазине нашел подходящую трубу, без фольги и т.п. наполнителей, как раз лежал двухметровый обрезок. Такая труба легко поддалась изгибанию при нагреве, в качестве оправки нужного диаметра подошло обычное ведро. Трубку хорошо нагрел и обернул вокруг ведра в два витка, затем её надо зафиксировать в таком положении и остудить. Затем сняв с ведра полученную "пружину" отрезаем один полный виток, это и будет наша катушка. Концы соединяем между собой с помощью оправки зафиксировав клеем или приплавив паяльником. В полученное кольцо теперь надо продеть 27 витков провода, я ничего не смог придумать лучше, чем разрезать кольцо вдоль по внешнему радиусу и просунуть в полученную щель провод. Концы катушки выводим наружу через отверстия, а кольцо можно обмотать изолентой.

Теперь каркас (штанга) – завершающая часть и металлоискатель Tracker PI-2 практически готов. Изготовил и продумал все элементы конструкции Андрей, за что ему отдельное спасибо!. Ничего лучше придумать не смогли, чем сделать каркас из водопроводных ПВХ труб. Трубы эти доступные, не дороги, соединяются легко и крепко, в качестве упора под предлечье взяли кусок сантехнической трубы.

Для изготовления штанги потребовалась одна ПВХ труба диаметром 20мм, отрезок трубы 32мм, а так же два изгиба на 45 градусов для трубы 32мм, заглушка 20мм, шесть крепежных держателей трубы на 20мм и тройник для 20мм трубы. Все это спаивается паяльником для труб. Штангу по середине сделали разборной, при помощи трубы 32мм, так же в этой трубе есть запас хода по глубине и можно отрегулировать длину под свой рост. По скольку внутренний диаметр труб у разных производителей различается, желательно сразу подбирать трубы по внутреннему диаметру. Отрезок трубы 32мм послужил рукояткой, на ее концы припаяны повороты 45 градусов, в которые впаяны сначала труба на 32 мм, а уже в нее на 20мм. Упор для предплечья вырезан из отрезка сантехнической трубы диаметром 100 мм и закреплен к штанге с помощью крепежных держателей через декоративные саморезы. Так же установлен отсек для 12в 1.2А свинцового аккумулятра, которым послужила разветвительная электрокоробка. На длинном отрезке штанги с помощю того же крепежа установлен электронный блок металлоискателя Tracker PI-2. На конец штанги впаян тройник у которого распилена широкая часть (сделан паз) таким образом, что бы можно было вставить с натягом на трубу. Такое решение проще винтовых и болтовых соединений, ведь их пришлось бы искать из пластика, но в то же время, это позволяет менять угол наклона и легко снять датчик при необходимости.

После полной сборки переходим к настройке металлоискателя Tracker PI-2.

Первый шаг настройки – установка порога срабатывания тревоги о низком заряде батареи. Устанавливается он подстроечным резистором R32. Удобнее всего это делать с помощью регулируемого или лабораторного БП. По скольку я использую 12в аккумулятор, порогом срабатывания я установил границу в 9 Вольт. Для этого выкручиваем резистор на максимум, подаем питание в 9 Вольт (или равное тому, при котором у вас должна сработать тревога) и медленно вращаем движок резистора пока металлоискатель не даст сигнал.

Следующим шагом будет настройка чувствительности. Программа металлоискателя калибруется каждый раз при включении и для достижения максимальной чувствительности во время включения необходимо держать датчик как можно дальше от любых металлических предметов.
Настройка чувствительности хорошо описана авторами этого металлоискателя и сводится только к регулировке подстроечного резистора R7. Для этого убираем датчик как можно дальше от любых металлических предметов, подключаем осциллограф к ножке 7 микросхемы D1 (TL074), и вращая ползунок резистора R7 добиваемся на экране вот такой осциллограммы.

Если датчик будет большего диаметра, или это будет корзиночный или глубинный датчик – необходимо подобрать сопротивление резистора R20, для корзиночного датчика его сопротивление желательно выбрать 5.1 КОм, затем снова подрегулировать резистор R7.

Данный метллоискатель с обычным датчиком диаметром 18см способен обнаружить 5-ти копеечную монету СССР на глубине до 23см, при идеальных условиях.

Изготовленный нами вариант обнаруживает 10 копеечную монету РФ на расстоянии около 21-22 см, золотое кольцо на расстоянии 26 см.

Фьюзы для ATTiny2313 в среде CodeVisionAVR

Импульсный металлоискатель VINTIK-PI (ver.2) — доработанная версия металлоискателя «Винтик»

Ранее мы рассматривали импульсный металлоискатель Винтик. В этой статье рассмотрим доработанную версию этого металлоискателя — VINTIK-PI (ver.2).

Импульсный металлоискатель «VINTIK-PI» собран на четырёх микросхемах, предназначенный для поиска мелких металлических предметов. Он не намного сложнее предыдущей версии. Схема, также не содержит программируемых микросхем, а также в ней нет дорогих и дефицитных радиодеталей.

Его чувствительность несколько лучше, чем у предыдущей версии «Винтик» и проще настройка.

Характеристики металлоискателя:

Питание — 9 — 12 Вольт

Потребляемый ток – 48 — 65 мА

Сигнализация — звуковая

Дискриминации металлов — нет

Чувствительность (максимальная при 12В) — телефонный микрофон (45 мм) — 32 см, золотое кольцо — 22 см, 5 руб — 20 см, сотовый телефон — 37 см, батарейка «Крона» — 30 см. При таких расстояниях начинаются усиливаться щелчки в наушниках.

Принципиальная схема металлоискателя

Схема отличается от предыдущей версии:

1. Добавлен вместо пассивного фильтра (R9-15, C8-10 см. схему предыдущей версии) узла задержки на микросхеме IC3 — NE555 и ключа на полевом транзисторе T3 — BF245. Длительность импульса задержки регулируется подстроечным резистором PR21 (5 кОм) в пределах от 50 до 100 мкс. В предыдущей версии нужная часть импульса вырезалась пассивным фильтром на R9, R12, R14, C8, C9, C10 теперь это делает узел задержки с ключом на полевом транзисторе (NE555 и BF245). При этом решении упрощается задача настройки металлоискателя, а также возрастает чувствительность на 5-7 см, ток потребления также возрос до 65 мА (в зависимости от напряжения питания и используемой поисковой катушки).
2. Добавлена схема контроля питания на свободном элементе (IC 2.2) TL074. При понижении питания ниже 10В загорается светодиод. С 12 В до 10 В схема ещё работоспособна с небольшой корректировкой регулятора «усиления». Чувствительность при понижении питания, конечно тоже снижается. Регулировка порога срабатывания устанавливается подстроичным сопротивлением PR26 под напряжение АКБ, которое у Вас используется.
3. Изменена схема регулировки громкости. Теперь громкость регулируется более линейно. Установлен более мощный транзистор на выходе T5 (BC640), позволяющий подключать к выходу как наушники, так и динамик. При подключении наушников динамик отключается.
4. В схеме используется поисковая катушка, состоящая из трёх витков компьютерного кабеля «витая пара» (без экрана), предназначенного для прокладки внутри помещения. Можно использовать и катушку из обычного эмалированного провода.

Принцип работы импульсного металлоискателя

Схема состоит из передающей и приёмной части.

Принцип работы импульсного металлоискатель «VINTIK-PI» основан на возбуждении импульсных вихревых токов в зоне расположения металлического объекта. Эти токи наводят в поисковой катушке вторичное электромагнитное поле, которое затем обрабатывается приёмником (усиливается, вырезается нужная часть сигнала, производится преобразование результата в длительность импульса и модулируется генератором звуковой частоты).

Передатчик

Передающая часть состоит из генератора прямоугольных импульсов на микросхеме IC1 — NE555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) и мощного ключа на транзисторе Т1 — IRF740 (IRF840). Для его раскачки стоит транзистор Т2 — 2N3904. Нагрузкой Т1 является поисковая катушка L1. Для подстройки длительности и частоты импульса подбираем сопротивление R10 и R11 соответственно.

Приёмник

Приемный узел собран на микросхеме IC2 — TL074. В её состав входит четыре малошумящих операционных усилителя. По входу первого каскада усилителя стоит ограничитель сигнала на диодах VD1,VD2, включенных встречно-параллельно. Для вырезания нужной части отражённого сигнала между первым и вторым усилителем включен ключ на полевом транзисторе Т3 (BF245), управляемый схемой задержки на IC 3 (NE555) .

На IC 2.3 (NE555) — собран повторитель, который с помощью ключа на Т4 (2N3906) запускает генератор звуковой частоты (около 6 кГц) на IC 4 (NE555). Итак звуковой генератор срабатывает при появлении металла в зоне катушки. При появлении металла появляется потрескивание, а при поднесении катушки ближе появляется звук генератора. Желаемый тон можно подобрать конденсатором С16.

Диод VD3 IN4001 совместно с предохранителем (0,5А, установленный на плате в виде тонкой дорожки) нужны для защиты схемы от случайной переполюсовки питания.

Поисковая катушка

Катушку L1 можно использовать из обычного провода ПЭВ, ПЭЛ, ПЭТВ и т.д., состоящая из 25-29 витков, но с катушкой «корзиночного типа» удается получать большей глубины обнаружения, особенно для мелких металлов. Конструктивная особенность датчиков этого типа позволяет получить чувствительность до 20% больше, чем обычный датчик.

Катушка наматывается на оправке около 200 мм и содержит 3 витка провода «витая пара» для компьютера (без фольги!). В кабеле 8 проводов, длинна около 2,5м.

3 витка х на 8 проводов = получаем 24 витка.
Индуктивность данной катушки составляет 190 µГн и сопротивление 1,5 Ом.

Когда мотаем катушку: продевать свободный длинный конец кабеля в образовавшуюся петлю, обвивая вторым витком кабеля первый. За один оборот витка катушки нужно продеть 4-5 раз свободный конец кабеля через катушку.

При намотке катушки следите, чтобы кабель укладывался, строго повторяя период обвивки предыдущих витков.

Провода двух концов затем соединяются начало с концом, например, согласно приведённой таблице:

Цвет провода

одного конца

Действие

Цвет провода

другого конца

подключить к плате ->

ЗЕЛЁНЫЙ

ЗЕЛЁНЫЙ

БЕЛО- ЗЕЛЁНЫЙ

БЕЛО- ЗЕЛЁНЫЙ

СИНИЙ

СИНИЙ

БЕЛО- СИНИЙ

БЕЛО- СИНИЙ

ОРАНЖЕВЫЙ

БЕЛО- ОРАНЖЕВЫЙ

БЕЛО- ОРАНЖЕВЫЙ

КОРИЧНЕВЫЙ

КОРИЧНЕВЫЙ

БЕЛО- КОРИЧНЕВЫЙ

БЕЛО- КОРИЧНЕВЫЙ

Концы проводов скручиваются, спаиваются и изолируются.

Катушку несколько раз плотно обматываем изолентой и припаиваем соединительный провод.

Провод, соединяющий катушку и плату должен быть толстым — обычный электрический медный многожильный 2 х 2,5 мм², а также не желательно применять соединений и разъёмов. В импульсе ток достигает больших значений и всё выше сказанное влияет на чувствительность прибора.

Каркас катушки НЕ должен содержать металла! Сама катушка в этом типе металлоискателя тоже НЕ обматывается фольгой!

Герметизация катушки, изготовление штанги и корпуса для платы изготавливается на своё усмотрение исходя из возможностей.

Настройка металлоискателя

Паять плату чистой канифолью или спирто-канифольным раствором. После пайки зубной щёткой смыть со спиртом остатки канифоли.

После монтажа ОБЯЗАТЕЛЬНО ещё раз проверьте правильность монтажа согласно принципиальной схеме!

Если всё спаяно правильно, то прибор работает сразу. Но на максимальную чувствительность придётся настроить подстроечными резисторами PR6 «усиление 1 каскада», PR15 «усиление», PR21 «задержка», PR25 «порог включения генератора». PR26 — выставляет порог включения светодиода «пониженное питание».

Если прибор не заработал, то для его настройки понадобится осциллограф. Возможно где-то ошибка в монтаже. Также нужен будет мультиметр и если есть возможность — частотомер.

При первом включении обязательно проконтролируйте ток, потребляемый прибором. При 12В — 65 мА, при 9В — 48мА.

Для питания устройства лучше взять аккумуляторы. Можно взять из старой батареи от ноутбука. 4 шт по 3В = 12В.

При настройке на максимальную чувствительность переменными и подстроичными резисторами в наушниках необходимо добиться РЕДКОЕ ПОТРЕСКИВАНИЕ.

Резисторы R6 — усиление первого каскада (выставить на выв. №1 TL074 9,5 В при 12В — таблица напряжений ниже) совместно с регуляторами R15 «Усиление» и R21 «задержка» добиваемся максимальной чувствительности (в наушниках редкое потрескивание!)

R25 — порог срабатывания звукового генератора — устанавливаем момент выключения звукового генератора.

Режимы микросхем

Мультиметром можно померить напряжения (В) на выводах ОУ (без присутствия металла в поле катушки) (питание металлоискателя +12В) относительно корпуса ( — ):