Мои проекты.

Мои проекты: _______________

С этого неказистого аппарата без названия началась моя эпопея "Глубинники", длящаяся и по сей день.

глубинник внешний вид

Хотелось бы сделать нормальный рабочий прибор по доступной цене. Что бы можно было включить и работать. А не заниматься всяческими настройками и экспериментами в посвещённый копу день. Ибо времени и так затрачивается много, на ту же дорогу туда и обратно. Потому что возвращаться из леса в темноте тоже не климатит. Можно запросто ноги себе переломать или куда-нибудь ввалиться. После двух лет работы с разными вариантами глубинных приборов, остановился на Дельте-Пульс. Прибор понравился чувствительностью и удобной рамкой небольшого размера. Но не устраивал своей нестабильностью и сильной зависимостью от регулирующих элементов. Было решено упростить прибор до минимума и применить микроконтроллер, поручив ему формирование всех временных интервалов и удержание схемы в автобалансе, а так же управление стартом прибора. На эти эксперименты ушёл ещё год. Прибор получился достаточно стабильным. На максимальной чуствительности цепляет каску на 1,5 метра, рамкой 50/50см по воздуху. Из органов управления имеет выключатель питания, переключатель режимов, кнопку настройки "TUNE", выключатель фильтра и две ручки - "чувствительность" и "начальная частота звука". Из индикации три светодиода. Один над кнопкой "TUNE", горит когда работает автонастройка. Второй основной сигнализирует об уровне усилителя. Если горит, значит уровень ниже нуля, если не горит - выше. Если хаотично мигает, то схема находится в балансе, в рабочем состоянии. Третий светодиод загорается когда напряжение на аккумуляторе ниже 10 вольт. Прибор при этом продолжает работать, но аккумулятору такой режим противопоказан!

Работу прибора поясняет следующая блок-схема.

Глубинник. Блок схема

Микроконтроллер коммутирует полупроводниковый ключ, который в свою очередь подключает на определённое время поисковую катушку к источнику тока (аккумулятору). В катушке появляется рост тока по экспоненциальному закону. По такому же закону растёт и излучается в пространство и магнитное поле вокруг катушки, точнее под ней и над ней. В какой то момент ключ рамыкается, ток в катушке резко прекращается, а катушка подключается к входному усилителю. Если в зоне действия поля катушки находится металлический объект, то он препятствует резкому изменению магнитного поля. На практике это проявляется в растягивании спада импульса во времени, после момента отключения катушки. Растягивание тем заметнее, чем больше масса объекта, размеры и чем он ближе к катушке. Далее после входного усилителя стоит детектор, он выделяет из всего усиленного сигнала тот интервал, который изменяется от металлического объекта и подаёт его на выходной усилитель. Вместе с сигналом с детектора на усилитель подается через фильтр сигнал с ШИМ(широтно-импульсная модуляция), который тоже формируется микроконтроллером. На выходе усилителя стоит компаратор, который определяет какой сигнал на выходе усилителя, положительный или отрицательный. В зависимости от этого микроконтроллер управляет ШИМ-ом (примерно один раз в секунду) в плюс или в минус. Таким образом контроллер постоянно изменяет ШИМ сигнал так, что бы на выходе усилителя был всегда нулевой уровень. Так работает постоянная автоподстройка прибора. В трёх случаях ШИМ меняется намного быстрее чем один раз в секунду: когда кратковременно нажата кнопка "TUNE", когда переключился режим работы и когда произведён старт контроллера во время включения прибора. Во время всех этих действий горит светодиод над кнопкой и происходит быстрая автоподстройка с замедлением. Через 3 секунды светодиод гаснет и прибор готов к работе. Если удерживать кнопку "TUNE", то включится быстрая настройка без замедления. Но после отпускания всё равно отработает с замедлением. После усилителя идёт отключаемый фильтр. Он нужен когда много мелкого мусора или когда рядом проходит ЛЭП. Звук прибора становится более стабильным, но реакция прибора на объект заметно затягивается. Возникают трудности с определением центра объекта. Лучше использовать на метровой раме, которая тоже входит в набор. После фильтра идёт VCO (ГУН-генератор управляемый напряжением). Начальная частота когда прибор в балансе, устанавливается ручкой на панели. И может выставляться от тишины, до некоторой частоты. В основном предпочитают редкие одиночные щелчки. Далее следуют усилитель динамика и сам динамик.

Схема глубинного прибора. (500 kbt)

Внешний вид.

В походном положении.

В рабочем положении.

Инструкция. (pdf)

Ещё один глубинник "Байкал". (Продаётся!).

Глубинный металлоискатель "Байкал" является импульсным глубинником. Входной усилитель которого, детектор, число и продолжительность стробов, а так же алгоритм обработки стробов полностью соответствуют известному глубинному прибору немецкой марки Pulse Star II. В отличии от прототипа (PulseStar-II) удалены канал дискриминации, регулятор громкости. Судя по отзывам пользователей толку от такой дискриминации совершенно мало. К тому же такая дискриминация относит алюминий и некоторые виды латуни к чёрным металлам. Ещё один значительный минус, что канал дискриминации в прототипе работает в динамическом режиме, хотя основной канал в статическом. Это значит что дискриминация работает только при движении катушки навстречу объекту. Как только катушка остановилась относительно объекта, положение дискриминации хаотично изменяет своё состояние. Если маленькой катушкой можно работать в таком режиме(постоянного покачивания катушкой), то с метровой рамой работать в такой манере уже проблематично. В целях экономии энергии и сил канал такой дискриминации было решено не делать. Регулятор громкости, как показала практика, то же не очень нужен. Можно установить такую частоту щелчков, при которой редкие одиночные щелчки вовсе не раздражают слух. Или можно совсем убрать звук, вывернув немного за порог срабатывания. При сильном ветре или внешнем шуме можно использовать наушники сопротивлением до 50 ом или пьезо.
Переработана схема раздачи импульсов. Вместо логики применён микроконтроллер AVR, введена медленная автоподстройка баланса схемы, переработан звук, импульсы звука стали короче, что благоприятно отразилось на общем потреблении.
При включении прибора ручкой "Порог" по часовой стрелке, прибор запускается, на катушку начинают поступать рабочие импульсы тока. Включается настройка прибора. Стрелочный прибор в течении четырёх секунд показывает уровень батареи. Если стрелка на желтом секторе, необходимо батарею зарядить. Середина желтого сектора соответствует критическому напряжению батареи 10,5 вольта, ниже которого производитель не рекомендует разряжать батарею, во избежании её преждевременной порчи. На красном работать нельзя. Во-первых сокращается срок службы аккумулятора, во-вторых возможна нештатная работа аппарата.
Прибор имеет переключатель режимов. Все задержки соответствуют прототипу. Режим 1 самая короткая и следовательно чувствительная задержка, режим 4 самая длинная, с минимальной чувствительностью, особенно к мелким предметам. По истечении четырёх секунд прибор переходит в рабочий режим, стрелка индикатора падает на "0" (если по близости нет металла), большой светодиод хаотично мигает, прибор готов к работе. Если по каким то причинам настройка завершилась не полностью или уплыла в процессе поиска быстрее чем успела отследить медленная автоподстройка, служит кнопка "Настр", которой можно вручную запустить точную подстройку кратковременным (не более 0,5 сек) нажатием. Если удерживать дольше, запустится грубая настройка, но после отпускания всё равно отработает точная. Стрелочный индикатор будет показывать уровень батареи пока длится настройка (около 2 сек). При переключении режима, алгоритм настройки такой же как при включении (4 секунды настройка с показом уровня батареи).
Стрелка прибора в режиме поиска находится не совсем на отметке "0", а чуть выше её. Сделано это для того, что бы было видно, когда настройка "уплывает" за ноль.

Прибор комплектуется двумя катушками. Это разборная рамка 50см/50см и разборная рама 110см/110см.
Пока был проделан тест с рамкой 50/50 в помещении, по воздуху.
Результаты этого теста следующие:

Тип датчика Рама 50/50 см

Мишень / Режим 1 2 3 4

Батарейка большая (373 ) 55 - 40 см 45 - 30 см 30 - 20 см игнор

Пассатижи большие (20см) плашмя 60 - 50 см 60 - 40 см 45 - 35 см 30 - 20 см

############## торцом 75 - 60 см 60 - 50 см 55 - 45 см 50 - 40 см

Граната немецкая М-24 (толкушка) 90 - 75 см 70 - 80 см 70 - 60 см 50 - 40 см

Каска немецкая М-42 150 - 120 см 150 - 110 см 120 - 100 см 100 - 80 см

Канистра жестяная 20л - - - -

Тип датчика	Рама 50/50 см
Мишень / Режим	1	2	3	4
Батарейка большая (373 )	55 - 40 см	45 - 30 см	30 - 20 см	игнор
Пассатижи большие (20см) плашмя	60 - 50 см	60 - 40 см	45 - 35 см	30 - 20 см
############## торцом	75 - 60 см	60 - 50 см	55 - 45 см	50 - 40 см
Граната немецкая М-24 (толкушка)	90 - 75 см	70 - 80 см	70 - 60 см	50 - 40 см
Каска немецкая М-42	150 - 120 см	150 - 110 см	120 - 100 см	100 - 80 см
Канистра жестяная 20л	-	-	-	-

Следующий тест опять же по воздуху вне помещения, в дали от промышленных помех рамой 110/110 см.
С канистрой не удалось попробовать по причине отсутствия последней. Придётся уже проверять на следующем тесте в грунте.

Тип датчика Рама 110/110 см

Мишень / Режим 1 2 3 4

Батарейка большая 373 50 - 30 см 30 - 20 см игнор игнор

Граната Ф1 90 - 75см 80 - 50 см 60 - 40 см 30 - 20 см

Граната немецкая М-24 (толкушка) 100 - 80 см 90 - 70 см 70 - 50 см 45 - 30 см

Каска немецкая М-42 200 - 170 см 170 - 150 см 150 - 120 см 120 - 100 см

Канистра жестяная 20л - - - -

- - - - -

Тип датчика	Рама 110/110 см
Мишень / Режим	1	2	3	4
Батарейка большая 373	50 - 30 см	30 - 20 см	игнор	игнор
Граната Ф1	90 - 75см	80 - 50 см	60 - 40 см	30 - 20 см
Граната немецкая М-24 (толкушка)	100 - 80 см	90 - 70 см	70 - 50 см	45 - 30 см
Каска немецкая М-42	200 - 170 см	170 - 150 см	150 - 120 см	120 - 100 см
Канистра жестяная 20л	-	-	-	-
-	-	-	-	-

В таблицах зафиксировано по два значения. Одно значение это когда прибор только начинал реагировать, второе когда уже уверенно определял наличие мишени. Тест на реальном грунте будет выложен отдельным блоком в видеоформате.
Осенью был проведён тест на грунте. Нашли срез грунта, выкопали в стенке яму на глубине 1 метр и 1,5 метра от поверхности и пробовали чувствительность на каску через толщу грунта. На глубине 1 метр, каску брал уверенно что катушкой 50/50 см, что рамой 110/110 см. Рамой конечно поувереннее. А вот на 1,5 метра большой рамой еле-еле доставал. Почти неразличимо. По грунту отмечу что это был песок, промоченный дождями. И ещё на глубине примерно 70 см имелся слой белого песка (не знаю как он правильно называется) толщиной около 10 см. По этим факторам чувствительность срезалась. Никаких ложных сработок не было, потому что прибор работает учитывая грунт. Ещё и рама располагалась на расстоянии 15-20 см от грунта.
Как раз над ямой на поверхности в дёрне находился осколок примерно 1,5 см кубических. Большая рама его проигнорировала на 1-м режиме, маленькая отработала. Пришлось выковырять этот осколок и заново проводить тест.

Вид прибора в походном состоянии.
в сборе(62,6kb)

Следующий глубинник "Весна", с попыткой дискрима.

Весна

В этом приборе была придпринята попытка построения импульсного металлоискателя с различием металлов черный-цветной. Дискрим имеется, но не такой как на традиционных монетных металлоискателях. Настраивается прибор на отстутствие срабатывания на черное железо, определенной формы и размеров. В результате работы реакция есть на медь и др металлы. А вот алюминий и некоторые виды латуни не озвучиваются. Однако индикатор при этом уходит в меньшую сторону. На железо он не реагирует или реагирует самую малость.

Импульсный глубинник с дискриминацией металлов "Ангара". (Продаётся!).
(Ждёт испытаний.)... Частично испытан. Ноябрь 2013.

Это продолжение и доведение до ума вышерасположенного проекта с дискриминацией металлов импульсным глубинником. Дискриминация получена. Только она отличается от подобной опции в монетных приборах, балансного типа. Принцип дискриминации - анализ огибающей отклика от мишени. Медь имеет крутую экспоненту отклика, железо - пологую. На анализе крутизны и построен канал дискриминации. Беда в том, что у алюминия эта экcпонента ещё более пологая, чем у железа. По-этому на алюминий прибор перестаёт реагировать раньше чем на железо. Это есть крупный минус на такую дискриминацию, ибо монетники алюминий "видят" наоборот хорошо. Так же будут отсечены и некоторые виды сплавов, особенно нержавеек. Всё зависит от характера отклика этих объектов. К тому же отклик значительно меняется от геометрии объектов. Сильно расчитывать на такую дискриминацию не стоит, эти приборы для других задач предназначены. Но если в месте поиска преобладают более-менее однообразные мешающие чёрные объекты, то отсечь их вполне можно. Ещё одна известная в импульсниках дискриминация это увеличение задержки строба после импульса. Так называемый "Delay" (задержка). Отодвигая строб, общая чувствительность импульсника снижается, но снижается неравномерно. К мелочи она снижается быстрее, чем к крупному металлу. За счёт этого мелочь как бы отсекается. Это не значит что отсекается совсем, но поиск облегчает на замусоренных участках.
Благодаря применению микроконтроллера и жидкокристаллического символьного индикатора, прибор получился достаточно гибким в настройках. В промышленных аппаратах настройки обычно усредняются. Делается это для лучшей повторяемости, что бы меньше времени тратить на доводку при массовом производстве. И что бы прибор работал по возможности стабильно в любых условиях на любых грунтах, включая тяжёлые.
В этом же аппарате все основные параметры доступны пользователю для изменения. Аппарат создавался именно для любителей "Покрутить". Пользователь сам может поднять или снизить основные параметры, влияющие на характеристики аппарата. В зависимости от условий поиска. Отрицательная сторона этого доступа это то, что неопытный пользователь начинает сверх меры поднимать чувствительность и прибор или работает нестабильно или вообще уходит в перегруз. Для предотвращения таких ситуаций всегда в доступе профиль по умолчанию, куда пользователь в любой момент может вернуться на оптимальные настройки и начать сначала.
Чувствительность этого прибора можно поднять так, что он будет реагировать на каску с 2-х метров, катушкой 50/50см. На грунте конечно такая чувствительность бесполезна. Всё равно придётся убавлять на величину, зависящую от свойств данного грунта. Но вот по водоёму с такой чуйкой поработать очень даже приятно. Можно работать по льду, где до грунта более метра, забивая координаты сигналов в GPS-системы на ближайшее лето. Следует только следить за температурой окружающей среды. Производители индикатора и аккумулятора гарантируют работу своих изделий до -20 гр. Но никто не мешает поместить электронный блок под одежду, во время поиска и при меньшем морозе.
Настроенные параметры можно сохранить в профиль. Всего доступных профилей 14 (один нулевой неизменяемый, используется по умолчанию). После того, как сохранено несколько наиболее удачных профилей (обычно хватает 3-4), остаётся лишь вибирать наиболее оптимальные профили целиком, не заморачиваясь на каждый параметр в отдельности. Естественно любой параметр можно подрегулировать и сохранить заново уже обновлённый профиль.
Прибор "Ангара" управляется четырьмя кнопками. Отображение параметров осуществляется ЖК индикатором. В рабочем режиме на индикатор выводится напряжение батареи, номер загруженного профиля и потребляемый ток. Погрешность измерения напряжения в в диапазоне (8-14в) составляет 0,1 в. Погрешность измерения тока в диапазоне (10-300 ма) - 3 ма. Во избежании преждевременного выхода из строя аккумуляторной батареи, производитель не рекомендует разряжать последнюю ниже 10,5 в. По этому нужно всегда иметь в виду что аккумулятор портится при работе с напряжением на нём ниже 10,5 вольт. Автоматическое выключение по минимуму напряжения не активировано, пользователь сам обязан следить за аккумулятором. Нижняя строка используется в качестве индикатора, который реализован в виде выдвигающейся полосы. Звук в приборе аналоговый, без регулятора порога. Имеется гнездо для наушников. На задней стенке предохранитель, гнездо зарядки и разъём подключения катушки.
В последующих версиях на заднюю панель перенесено и гнездо для наушников. Практика выявила недостаток переднего расположения гнёзд: во время работы в них набирается различный лесной мусор, который не всегда просто вытащить.
Питается прибор от кислотного аккумулятора 12в 1,2 а/ч, который обеспечивает непрерывную работу прибора в течении 8 часов, в зависимости от потребляемого тока. Зарядка автоматическая, можно заряжать малоразряженный аккумулятор. Если аккумулятор заряжен, зарядка не производится.
При подключении адаптера зарядки к прибору, на аккумулятор поступает зарядный ток. Ток зависит от степени разряда аккумулятора. Если аккумулятор разряжен и напряжение на нём находится на уровне около 10 вольт, то поступает максимальный ток 250-300 ма и происходит быстрый заряд. При достижении некоторого напряжения на батарее, ток уменьшается и составляет в среднем 120 ма. Происходит заряд обычным номинальным током при стабилизированном напряжении. При достижении напряжения близкого к окончанию зарядки, зарядный ток ещё уменьшается и составляет 35 ма. Этот ток периодически поступает на батарею в следствии её саморазряда, обеспечивая тем самым буферный режим. Зарядное устройство проектировалось с учётом максимального приближения к кривой зарядного тока, предоставленной производителем в документации к аккумулятору "Delta" DT12012. По этому именно этот аккумулятор и рекомендуется применять в приборе.
__________________
Испытан частично в ноябре 2013.

Прибор был частично испытан. Осень в этом году радовала нас теплой погодой и не очень обильными дождями. Естественно затянулась, и нам удалось съездить в лес с новым импульсным глубинником - "АНГАРА". Времени было мало, световой день стал коротким, потому занимались копом всего два часа. Замеры никакие не проводились из-за отсутствия времени. По параметрам тоже сильно не блуждал. Настроил чувствительность на максимум, попробовал на гильзу-кружку большую - метра полтора на глаз взял по воздуху. Но грунт полез из за высокой чувствительности, пришлось переключиться на другой профиль. Работали на нулевом профиле, немного подстроив параметр грунта. Звонили ямки и рыли. В принципе нормально отработал. Где было барахло, там и трещал. Нарыли запчастей всяких ржавых, типа дифференциала от полуторки и пару пустых ящиков от хвостов 40 мм и хлама помелче. Но глубина предметов в грунте не превышала 50 см, по этому глубинные качества прибора потестировать не удалось. Тем более рамка была взята 50х50 см. Заметил одно неудобство: если изменил параметры, то чувствительность прибора изменилась и никак не запомнить сразу новый уровень обнаружения. Когда настройки фиксированные, как в ПульСтаре, то уже примерно знаешь какая чувствительность на каком режиме. А тут это всё переменные величины. По этому лучше пользоваться готовыми профилями, что бы успеть к ним привыкнуть.

Ещё один импульсный прибор, но не глубинник - "Трофей". (Продаётся!)

Прибор является немного переработанной версией популярного импульсника Tracker-PI2, он же Кощей-2И,
он же набор Мастер Кита NM8042, снятый с производства.