Пинпоинтер своими руками

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 09.10.2024

"Прошлой зимой 2 начитавшись интересных статей по поводу пинпоинтеров и изучив доступные в интернете схемы, решил не повторять эти схемы, а попытаться разработать свою. Сразу посмотрел в сторону маленького но " умного" микроконтроллера ATtiny 15 L . Попытка оказалась удачной. Проходил с ним весь сезон (конечно цель находит МД "Крот-м" но локализовать помогает пинпоинтер "Гном-М") и уже не представляю как можно обходиться без него. Ведь так хочется поскорее увидеть, что там "звенело" в земле.) "

Пин помошник на копе номер один!

Представляю: Пинпоинтер "ГНОМ-М" (2010 год)

Простая и легко повторяемая схема
Чувствительность: на монету 4 -5 см, крупный металлический предмет - 25 см
Режим работы – статический
Чувствительный элемент имеет направленность вперед и по кругу 360°
Наличие звуковой индикации (пезоизлучатель) - изменение тона
Наличие световой индикации
Автоподстройка чувствительности
Напомнит если забыли выключить
Потребление ~3-5мА
Миниатюрные габариты платы 12 х40мм
Питание 2.7 -5В (2,3-минипальчика или литий)

.
Ко нденсаторы С2 и С3 лучше ставить пленочные.

Схема от ТСВ с ключами

Так может выглядеть вне корпус а

Принцип работы пинпоинтера основан на измерение добротности колебательного LC контура. Приближение металлических предметов к контуру приводит к потери энергии(уменьшении добротности) и в следствии уменьшение амплитуды сигнала на LC контуре. Измерение, обработка, все вычесывания и формирование сигнала на излучатель производятся программой зашитой в микроконтроллер .

Изготовление: Изготовление платы (при печате поставить флажок "зеркало") не сложное и требует лишь навыка монтажа смд компонентов,хотя возможно изготовление и на DIP -выводных компонентах. О применяемых деталях здесь . Датчик прибора представляет из себя ферритовый стержень (такие применяются в транзисторных приемниках) длинной 4-5 см и диаметром 10мм. Катушки мотаются одна поверх другой и содержат по 200 витков изолированного медного провода ~0.2 мм . Необходимо соблюдать полярность подключения, поэтому в случае отсутствия генерации (частота 15-20 кгц) необходимо поменять концы любой из обмоток. Допускаются изменения параметров катушки -провод, длинна и диаметр стержня.
Настойка сводится к подбору напряжения 1.0 В на 2-ом выводе микроконтроллера подстроечным резистором R2, при отсутствии рядом металлических предметов.
Конструкция пинпоинтера может быть любой - плата датчик и пальчиковые батарейки или литивый аккумулятор позволяет вместить например прибор в корпус Z-23, или пластиковую водопроводную трубу внешним диаметром 20мм.

. .

В корпусе от ДИ-СИ-ГН

.
Ну а теперь о программном обеспечении: Прошивки: ATtiny15 (2010г.) и ATtiny25(2011г.), ATtiny13 (изменение тона)

Фьюсы для 13 и 15 заводские, для 25 такие
.

Если кто то не знает как просто прошивать микроконтроллер, об этом можно прочитать здесь

Схема достаточно простого аналогового пинпоинтера, для людей которые занимаются поиском монет, но не могут себе позволить купить профессиональный пинпоинтер. Данный образец я собирал лично и подтверждаю его полную работоспособность. я развел специально для него печатную плату которую можно найти в конце статьи. По характеристикам пинпоинтер довольно не плохой, для целеуказания находки самое то.

по схеме я думаю вопросов не возникнет, на печатной плате подписаны все элементы, обратите внимание некоторые детали на плате не сходятся со схемой, так как я разводил ее под то, что было в местном радиомагазине.
Все конденсаторы которые применяются в генераторе, обязательно должны быть пленочные с рабочим напряжением не ниже 100 вольт.
По поводу контурной катушки L1, я намотал ее на отрезке ферритового стержня, диаметром 10 мм. с магнитной антенны старого радиоприемника. Длина стержня 10 см. Катушку я мотал в 4 слоя, эмалированным проводом диаметром 0,35 мм. количество витков 450. после намотки я пропитал катушку цапонлаком и сверху обжал термоусадочной трубкой.
По печатной плате, она односторонняя с применением как дип так и смд компонентов, буззер не просто динамик а динамик с генератором!

Пинпоинтер – это устройство, входящее в семейство металлоискателей. Применяется для поиска металлических предметов в разнообразных условиях, в том числе и под водой. Название прибора происходит от английского pin pointer, что переводится как "точечный указатель". Простейший пинпоинтер имеет небольшие размеры, похож на карманный фонарик. Вполне может пригодиться для поиска скрытой электрической проводки в стене.

Назначение устройства

Пинпоинтер представляет из себя детектор обнаружения металла. Он определяет точное месторасположение металла на довольно небольшой глубине, ориентировочно порядка 5 см. Людей, занимающиеся поиском монеток или других ценностей из металла, вплоть до археологических, называют кладоискателями. Они работают с пинпоинтером в самых разнообразных местах: от официальных раскопок до отработанных отвалов. Заводские модели металлоискателей не всегда удобны для подобных целей, да и к тому же стоят немалых денег. Поэтому имеет смысл собрать собственный пинпоинтер по схеме. Прибор максимально эффективен для использования в недавно образовавшейся яме или отвальной россыпи грунта. Земля может быть рассыпана на плотный объем травы или большое количество листвы, что явно затрудняет обычный поиск для охотников за кладами. Знающие и опытные люди утверждают, что в данной ситуации пинпоинтер является лучшим выбором.

Детали для сборки

Для сборки пинпоинтера своими руками потребуются определенные инструменты. Основными элементами будут:

Паяльный набор: определенное количество олова, припой и непосредственно сам паяльник.
Разноплановый набор отверток или набор насадок для отверточной ручки-базы.
Зажимной инструмент: плоскогубцы, пассатижи. Режущий: кусачки или подобный предмет.
Для сборки печатной платы необходимо запастись профильным материалом.

Стоит отметить, что для разных моделей в процессе сборки может измениться и перечень нужных материалов и инструментов. Также нелишними станут базовые навыки в изготовлении таких плат, приветствуется наличие знаний в области электротехники и опыт работы в ней.

Принципиальная схема пинпоинтера

Основополагающие положения модели устройства заключаются в следующих параметрах:

схема проста в исполнении и легко повторяема;
границы чувствительности: для монетообразных предметов - 5 см и 25 см - для объектов более крупного объема;
определен режим функционирования как статический;
зона действия срабатывания прибора – вперед и круговое направление;
наличие тональной регулировки;
индикация звуком и светом;
функционирование чувствительности прибора в автоматическом режиме;
параметр напоминания в виде сигналов;
необходимое потребление - порядка 5 мА;
питание – от 2,5 до 5 В в зависимости от конфигурации;
габариты устройства – 12х40 мм.

При сборке пинпоинтера своими руками необходимо учитывать базовый принцип его работы – уровень качества измерения колебательного контура. При приближении к нему металлического объекта происходит потеря мощности энергии. В итоге данного процесса снижается амплитуда сигнала на контуре.

Для повышения чувствительности прибора в сборке лучше использовать конденсаторы пленочного типа С2 и С3. Излучающий элемент ZP-1 должен быть пьезокерамическим.

Технология сборки

Сам по себе процесс изготовления пинпоинтера своими руками несложный, но все-таки потребует определенные умения по работе с СМД-компонентами. Другим вариантом может послужить DIP-выводящий элемент. Ферритовый стержень, который можно демонтировать с ненужного транзисторного приемника, станет датчиком. Стержень должен иметь порядка 110 см в длину и равняться 10 мм в диаметре. Намотка в катушках происходит по принципу накладывания одной на другую. Материалом для нее должен послужить провод в изоляционной обмотке. Провод должен быть медным с диаметром в 0,3 мм. Необходимое количество витков должно составлять по 200 штук.

Особое внимание стоит обратить на полярность подключения в самодельном пинпоинтере. При отсутствии генерации, частоте в 15 кГц нужно поменять крайние точки любой обмотки. Характеристики катушки (такие как длина, провод, диаметр стержня) можно поменять. Но стоит помнить о том, что напрямую повлияет на чувствительность прибора.

Настройка пинпоинтера проводится путем подборки напряжения в области второго вывода самого микроконтроллера. Сделать это нужно при помощи подстроечного резистора R2. В момент проведения настройки вокруг аппарата не должно присутствовать никаких металлических предметов. Это позволит достичь максимально эффективной чувствительности. В измерении поможет вольтметр. Для этого понадобится устройство с высоким уровнем сопротивления, например осциллограф.

Электронно-частотный пинпоинтер

Как сделать пинпоинтер в таком варианте, подскажет принцип работы частотомера. Схема сборки не вызовет особых затруднений. В основе функционирования лежит процесс работы электронного FM-частотомера. Присутствует дискриминация черных металлов, глубина поиска предметов ограничена 60 см, рабочая частота находится на уровне 19 кГц.

Все требуемые детали отличаются простотой и доступностью. Небольшое внимание нужно уделить конденсаторам, которые должны иметь термостабильные показатели. Таковыми могут быть модели К71 со старого советского мультиметра. Не рекомендуется применять керамические, они не подойдут.

Важно! От качества конденсатора напрямую зависит стабильность устройства!

Источником питания для пинпоинтера могут послужить батарейки или иные аккумуляторные элементы с напряжением в 9-12 В. Непосредственно печатной плате понадобится лишь 10 мА, остальное "потянет " на себя динамик, альтернативой которого могут послужить наушники.

Аналоговый пинпоинтер

Аналоговый пинпоинтер своими руками довольно легко собирается. Его эффективность заключается в поиске именно небольших предметов, например монет.

Конденсаторы для такого типа металлоискателя на генератор подбираются пленочного вида. Напряжение должно соответствовать 100 В и выше. Катушку контурную можно монтировать на стержень из феррита, диаметр которого должен составлять 10 мм. Также можно использовать стержень от магнитной антенны, встроенной в старые радиоприемники. Номинальная длина стержня должна составлять 10 см. Для намотки в катушке берется эмалированный провод и наматывается в 4 слоя. После завершения данного процесса необходимо провести процедуру обработки катушки специальным лаком в самодельном пинпоинтере. В завершение катушку надо будет обжать термоусадочной трубкой.

На данной схеме представлен простой металлоискатель, типа пинпоинтер. Схема не сложная, после сборки работает практически сразу. Требует минимальной подстройки: резистором R1 выставляется напряжение около 2,5V на 7 ножке LM324, данное напряжение необходимо подбирать после каждой смены датчика.

После обнаружения цели авто-настройка уменьшает чувствительность детектора и через некоторое время звуковая и световая сигнализация прекращается. Если цель вновь приблизится сигнализация возобновляется, так будет продолжаться пока не произойдёт срыв автоматического регулирования, после этого сигнализация не выключиться, пока цель не будет на таком расстоянии от катушки при котором авто-настройка вновь не возобновит свою работу.

При изменении температуры, и в связи с этим, изменении параметров элементов схемы, обратная связь компенсирует изменение напряжения на генераторе и работа схемы не нарушается и не требует какой либо ручной регулировки.

Если поставить элементы R14, R15 обозначенные на схеме штриховой линией, то можно дополнительно регулировать порог чувствительности и в ручном режиме.

На схеме в генераторе номинал сопротивления - R3' (680 Ом) дан для катушки на ферритовом стержне 50 мм, диаметр 8 мм, которая содержит 320 витков провода 0,3. если будет другая катушка генератор не запуститься. Поэтому его придётся уменьшать до начала устойчивой генерации, либо воспользоваться следующим вариантом доработки:

Вариант доработки схемы. Чтобы снизить чувствительность, а также упростить запуск задающего генератора (генератор обведён красным) с различными катушками можно изменить следующее:

Заменить R3' в генераторе перемычкой
R3 использовать 430 Ом

Чувствительность заметно снизится - уменьшится влияние магнитного поля земли, при резких движениях катушки вокруг своей оси не будет срабатывать сигнал. В процессе тестов многими отмечалось что данное решение наиболее удачно.

В варианте с перемычкой вместо R' и R3 = 430 Ом прибор работает с любыми катушками если они обеспечивают работу генератора на частотах от 15 кГц до 20 кГц. Один из вариантов датчика по такой схеме - 60 витков 0.5 на оправке 7 см. С катушкой 19 см точно не для монет - с такой катушкой на монеты чувствительность у него слабая (испытывались частоты до 20 кГц).

Один из конструктивных вариантов исполнения разъёма катушки показан на рисунке ниже:

Вместо КП303А в данной схеме можно использовать - BF245, 2N4416, 2N5457. Рекомендуется BF245. Транзисторы 303Е, 303Д, 303Г использовать не рекомендуется.

Номинала R1 может оказаться мало для установки нуля на U1D.

В качестве динамика нужно использовать высокоомный пьезоизлучатель, громкость и яркость подбираются резистором R9. Можно также использовать обычную пищалку, но потребление всей схемы возрастёт.

Если датчик реагирует на касание к грунту на катушку рекомендуют делать экран.

По настройке: Если реагирует только на железяки и в упор не видит цветмет, то возможно не запустился генератор. Проверять есть ли синусоида на катушке генератора? Если нет, то в катушке просто наводится ЭДС от перемещающихся перед ней намагниченных железяк. На цветмет, в этом случае, реакции не должно быть совсем.
Если не установить светодиод не будет тока К-Э соответственно и транзистор работать не будет.
Если не работает при низкой температуре, можно добавить между R2 и вторым выводом U1A конденсатор 470 нФ, убрать R10 (разрыв), R14 использовать 300кОм.

Читайте также: