Металлоискатель Tracker FM-1D3

Вашему вниманию представляется третий вариант модификации металлоискателя Tracker FM.

Основная задача при разработке схемы - минимизация влияния грунта на поисковый процесс и повышение комфорта работы с прибором. Это было достигнуто следующими конструктивными решениями:

1) Использованием релаксационного генератора с минимальной амплитудой колебаний, который показал достаточную эффективность на реальном грунте.
2) Введением промежуточного усилителя сигнала.
3) Использованием динамического режима работы.
4) Отказом от светодиодной индикации в пользу громкого и понятного звука.

Примененный генератор и динамический режим работы позволили максимально снизить влияние грунта на поисковую катушку (через уменьшение остаточной намагниченности земли), отсечь вредные помехи.

Измененная схема питания (генератор, усилитель и микроконтроллер питаются от 3В) позволяет увеличить ресурс работы от одной батарейки «Крона» без ухудшения эксплуатационных качеств прибора.

Модернизацию можно рассматривать как оптимальный вариант частотомерного металлодетектора для работы в качестве основного при поиске (естественно, с учетом его реальных характеристик).

Чувствительность:
Монета Д=25мм ----- 15см.
Малая пехотная лопата ----- 40см.

Технические решения, примененные в этой модернизации:

Генератор:
Собран по схеме резонансного генератора, который работает на собственной частоте колебательного контура L1C1. Преимуществом такого решения является в первую очередь устойчивость частоты при широком диапазоне питающих напряжений и возможность выноса контурного конденсатора прямо к поисковой катушке. Таким образом удалось устранить влияние провода датчик-схема на частоту контура.

Усилитель сигнала:
Этот каскад, позволяет одновременно решить две задачи - усилить слабый сигнал генератора и привести его в форму, оптимальную для последующей обработки микроконтроллером. Так, слабые синусоидальные колебания превращаются в подобие "цифровых", с крутым фронтом и спадом.

Микроконтроллер:
Как и в оригинальном варианте схемы, всю работу по обработке сигнала берет на себя микроконтроллер. Конкретные функциональные особенности могут различаться в зависимости от прошивки:

1D3boost - измененная версия оригинальной прошивки. Оставлен динамический режим. Убраны все регулировки. Кнопки не используются. Исправлен баг звука.
1D3boost+ - прошивка с увеличенной чувствительностью. Рекомендуется для "тихой" помеховой обстановки и "легкого" грунта.

Стабилизатор напряжения:
Реализован на интегральном стабилизаторе LM317. Выходное напряжение составляет около 3В. Фильтрующие конденсаторы повышают стабильность и качество питания всей схемы.

Поисковый датчик:
Представляет из себя катушку индуктивности и пленочный конденсатор, соединенные параллельно. К ним подпаивается двухжильный экранированный провод, который вторым концом паяется к плате. Катушка заключается в экран из фольги по известной технологии. Этот экран подпаивается к экрану провода, а тот, в свою очередь, прямо на минусовую клемму источника питания. Если планируется разборная конструкция или Вы хотите сделать себе несколько датчиков различных диаметров/частот то можно подключать датчик через разъем. Он должен обеспечивать качественный контакт и прочность.

Рекомендуемые параметры датчика:
Катушка 100 витков проводом 0.5 (или около того) на оправке диаметром 19см.
Конденсатор емкостью 47нФ (типа К73-17 или максимально термостабильный) паяется прямо к выводам катушки.

Индикация:
Целесообразным является использование только звуковой индикации, поскольку в условиях реального поиска нет возможности постоянно смотреть на светодиодную шкалу. В связи с этим в схему добавлен звуковой усилитель, позволяющий значительно поднять громкость звучания. Максимально возможная громкость зависит от типа применяемого динамика и напряжения питания батареи.

Порядок настройки прибора:
После того как плата собрана и все провода на месте, можно включить питание прибора. В случае нормальной работы, из динамика послышится короткий гудок и прибор войдет в рабочий режим. Если из динамика раздается непрерывный звук - значит что аналоговая часть схемы (генератор, усилитель) собраны неверно.

Наиболее вероятные причины неисправностей (в случае отсутствия ошибок монтажа):

- Резистор R3 имеет слишком большое сопротивление для примененной Вами катушки.
Схема рассчитана для работы с поисковым контуром частотой 10кГц. Если частота окажется ниже некоторого порога - генератор "заглохнет". Попробуйте добавить к конденсатору С1 еще один, емкостью 10нФ. Если прибор начнет работать - можете оставить все как есть, или убрать дополнительный конденсатор и уменьшить номинал R3. Следует помнить, что R3 должен быть как можно БОЛЬШЕГО номинала, при котором прибор еще работает.

- Примененный динамик или пьезоизлучатель неисправны (или неподходящего типа). В таком случае исправный прибор будет вести себя как "мертвый". Следует заменить динамик или пьезоизлучатель в случае отсутствия звука но присутствия звукового сигнала на 2 ноге микроконтроллера.

Список деталей и замен для металлоискателя Tracker FM-1D3

Резисторы:
1к - 1шт
1к5 - 1шт
4к7 - 3шт
100к - 3шт
10к* - 1шт

Конденсаторы:
22п - 2шт
10н - 1шт
47н - 1шт
100н - 3шт

Электролиты:
470мкФ х 16В - 1шт
1000мкФ х 6.3В - 1шт

Транзисторы:
КТ3102 (ВС547) - 4шт
КТ3107 (ВС557) - 1шт

Другое:
ATtiny2313 - 1шт
LM317L - 1шт
Кварц 10МГц - 1шт
Динамик малогабаритный - 1шт
Выключатели (тумблеры) - 3шт (в текущем варианте прошивки используется только тумблер питания)

Возможные замены:
Резисторы 100к можно пробовать заменить на близкий номинал.
Резистор 1к5 может быть как 1к4 так и 1к6.
Резисторы 4к7 в генераторе можно пробовать заменить на близкий номинал (вплоть до 10к. оба - одинаковые).
Конденсаторы 100н можно ставить большего номинала.
Конденсаторы 22п можно пробовать заменить на близкий номинал (не больше 30п).
Электролитические конденсаторы можно заменять на близкие номиналы.
Транзисторы можно заменять на аналоги указанных, соблюдая цоколевку. Печатная плата расчитана для цоколевки К-Б-Э.

Скачать прошивку, файлы печатных плат, фузы для МК