Простой селективный металлоискатель "МалышFM2" - работа над ошибками
Пять лет назад я приобрёл компилятор языка Си для микроконтроллеров. До этого лет 15 писал программы на чистом ассемблере. Занимало это уйму времени и сил. А работа с математикой вводила меня в сильнейшую депрессию. Но компилятор надо было на чём-то осваивать. И в качестве подопытного кролика стал простейший металлоискатель с возможностью распознавания типа металлов "МалышFM". "Схема без схемы". Большинство необходимого мне удалось реализовать программно применив математическую обработку результатов измерений. Принцип работы очень простой: при внесении в поле катушки контура чёрных металлов, частота колебаний контура снижается. При внесении цветных металлов - увеличивается. Что контроллер и индицирует. Проще придумать было невозможно. Схема металлоискателя была минимизирована насколько это только можно было.
Но по мене распространения схемы этого металлоискателя, люди с разных форумов стали одолевать просьбами то как-то модифицировать LC-генератор, то поиграть со схемой питания, то с кварцем.. В результате появился "МалышFM2" - "вывернутый наизнанку" "МалышFM", более приспособленный для экспериментов с признаками нормальной схемы металлоискателя.
Как ни странно, но спустя пять лет, люди продолжают экспериментировать с "Малышами". И регулярно приходят письма с вопросами и просьбами. И вот на днях один товарищ стал бороться со стабильностью генератора - не хочет работать, хоть убей.. Появились просьбы, как "прилепить костыли" в программу, чтобы победить пару транзисторов снаружи..
Когда я открыл исходник прошивки и увидел конструкции типа if() goto: мне стало стыдно. Понял, что пока не сделаю рефакторинг кода, меня совесть не отпустит. И таки сделал. Попутно появились мысли по улучшению его схемы.
Так как от параметров транзисторов внешнего LC генератора металлоискателя зависит напряжение импульсов, чтобы не играться с резисторами и паяльником я сделал автоматическую настройку порога встроенного компаратора. Контроллер сам выполняет эту настройку.
Наличие у контроллера PIC12F675 внутри АЦП навело на мысль сделать индикатор разряда батареи. К схеме добавилось всего три резистора. При старте контроллер измеряет напряжение батарейки, и если оно ниже 5,5в, то быстрым миганием светодиодов и звуковым сигналом контроллер сообщает о необходимости заменить батарею металлоискателя на новую.
Благодаря новым алгоритмам автоподстройки частоты и начальной калибровки, удалось значительно облегчить старт металлоискателя в тяжёлой электромагнитной обстановке. Расширился диапазон допустимой входной частоты поискового генератора (от 15 до 25 кГц). Схема металлоискателя практически не изменилась.
В собранном виде плата меньше спичечного коробка и не содержит дефицитных или дорогих деталей. Конденсаторы контура обязательно надо взять плёночные. С керамикой Вы не получите стабильной частоты и потратите массу нервов. С правильными конденсаторами металлоискатель "МалышFM2" часами лежит на столе без уходов частоты, лишь курлыкая раз в 2 минуты, напоминая о необходимости выключить питание.
Для облегчения расчётов катушки и конденсаторов контура поисковой катушки металлоискателя, очень советую программу Coil32. Она совершенно бесплатная и прекрасно выполняет свои функции. После изготовления катушки, необходимо её экранировать. Для этого можно обмотать алюминиевой фольгой с последующим подключением экрана к минусу платы. Экран обязательно должен иметь разрыв в области вывода проводов наружу, иначе Вы получите короткозамкнутый виток и работать генератор не будет.
Для облегчения настройки катушки, в программу этого простого металлоискателя я ввёл коды диагностики. Если при старте Вы не слышите звук "фьють!", значит с генератором что-то не то. Одиночный "пик!" после сигнала ошибки обозначает слишком низкую частоту, двойной - слишком высокую. Три "пик"-а означают нестабильную частоту генератора. Это может быть связано с плохими конденсаторами контура, грязью на плате, севшей батарейкой или сильными наводками вокруг. Питать плату надо от батареи "Крона". При питании от блока питания, почти наверняка, Вам будут мешать помехи. Если генератор собран с ошибками и совсем не работает, Вы услышите четыре "пик"-а.
В последнее время меня несколько человек в почте ругали за нестабильный запуск "Малышей". Мои объяснения возможных причин нестабильной частоты генератора не были восприняты в качестве оправдания. Меня назвали садистом, который заставляет людей мучиться с запуском негодной схемы. Поэтому я постарался учесть эту конструктивную критику и в новой прошивке существенное внимание уделил именно стабильности. Чувствительность является антиподом стабильности. Поэтому чем выше стабильность, тем ниже чувствительность. И наоборот. Попробуйте.
Оказывается, проект понравился людям, проживающим далеко и они уже монетизируют схему :)
