В варианте металлодетектора "Малыш FM2" я постарался выполнить просьбы повторивших первого "Малыша-FM" и устранить те аппаратные недостатки, которые были в прежней версии.
Почему у "Малыш-FM2" сразу два внешних генератора? Есть на то 2 причины:
У первого "Малыш-FM" была проблема с питанием. Точнее, он страдал из-за недостаточно хорошо работающего стабилизатора 78L05. Эта микросхема построена так, что для нормальной стабилизации напряжение на входе должно быть больше выходного минимум на 2,5В. При питании от обычной "Кроны" это приводило к ложным сработкам металлодетектора при разряде батареи ниже 8в. Из-за снижения выходного напряжения 78L05 начинала смещаться частота поискового генератора и приходилось программно игнорировать небольшой дрейф. Из-за этого изрядно падала чувствительность прибора. И если в качестве пинпоинтера (как изначально прибор задумывался) это не сильно мешало, то в качестве основного поискового прибора (а такой вариант собрали многие) это очень сильно портило настроение.
В новом варианте металлоискателя "Малыш-FM2" я постарался уйти от этой проблемы сразу двумя способами: заменив стабилизатор с 78L05 на такой же распространенный LM317L. И второй шаг - снизил напряжение питания контроллера до 3,3В. Теперь стабилизатор устойчиво держит напряжение на выходе вплоть до 6В. Это в несколько раз увеличило срок службы батареи и подняло стабильность работы металлодетектора в целом.
Снижение напряжения добавило другую проблему - согласно документации производителя, при питании 3,3В микроконтроллер может устойчиво работать на частотах до 10МГц. А это в 2 раза снизило бы чувствительность металлодетектора. Чтобы этого не произошло пришлось встроенный кварцевый генератор (который очень неустойчиво стартовал при пониженном напряжении) сделать внешним. Для реализации этой идеи потрачен ещё один транзистор :) Благодаря этому микроконтроллер стал устойчиво запускаться в тех условиях, когда он работать уже не должен.
Вторая проблема металлоискателя "Малыш-FM" была в том, что LC генератор на встроенном компараторе микроконтроллера при всей экономичности решения имел 2 недостатка: при небольших колебаниях питания его частота начинала смещаться. И второй недостаток - значительная чувствительность к перепадам температуры. Изменение температуры тоже вызывало дрейф частоты. С этими проблемами в первом "Малыше-FM" приходилось бороться опять же программно - снижая чувствительность к дрейфу частоты генератора.
Поэтому и второй генератор "вылез наружу" за пределы микроконтроллера. Это известная схема на двух транзисторах, работающих в барьерном режиме. Это очень стабильная схема. При всей своей простоте она обеспечивает максимально возможную стабильность частоты для LC генератора без термостатирования контура.
Из-за того, что многие столкнулись с трудностями при поисках "звонкого" пьезо-излучателя для "Малыш-FM" в "Малыш-FM2" я изначально применил выход с усилителем на транзисторе. Это позволяет использовать практически любые наушники или динамики. Громкость звучания легко подбирается последовательно включенным резистором.
Частота поискового генератора осталась прежней (18-20кГц). Для тех, кого пугает перспектива настройки частоты контура в этой версии "Малыш-FM2" сохранена звуковая индикация ошибок калибровки:
если при включении или нажатии кнопки калибровки вместо сигнала "фьють!" (признак успешности процедуры)в динамике раздался длительный гудок и один короткий писк - частота контура сильно занижена;
если коротких сигналов два - частота завышена;
если звучат три коротких сигнала - частота нестабильна, микроконтроллер не может дождаться нескольких замеров с одной частотой. Чаще всего это означает либо помехи в окружающем пространстве либо нестабильное питание (сильно севшая батарейка);
если сигнал включения есть с паузой в 2-3 секунды, а сигналов ошибки нет - это признак того, что поисковый генератор не работает.
Так как основные элементы вынесены из контроллера на плату, это дает возможность при желании что-то улучшить попробовать другие схемные решения для этих узлов.
Несколько сделанных плат показали высокую степень повторяемости. Как писали раньше в конце инструкций радиоконструкторов "Старт": "..правильно собранное устройство в настройке не нуждается и начинает работать сразу.."
На форумах VRTP.ru и md4u.ru многие пользователи производили разнообразные усовершенствования первоначальной схемы. Ниже приведен один из вариантов такой модернизации.
В архиве (раздел Каталог файлов) более крупная схема, файл платы устройства "под утюг" с монтажными обозначениями деталей и осциллограмма с выхода поискового LC генератора.
