Пинпоинтер своими руками: схема и описание. Пинпоинтер своими руками: схема, описание

Простой надёжный пинпоинтер

17 Января 2017
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.

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:

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.

Они довольно сильно различаются. Также следует учитывать, что у устройств данного типа имеется своя чувствительность. Основным элементом пинпоинтера можно смело назвать катушку. Устанавливается она чаще всего ортогонального типа. Однако в данной ситуации многое зависит от класса точности прибора. Для того чтобы собрать простой пинпоинтер своими руками, необходимо ознакомиться с известными конфигурациями.

Модель на двухпроводном конденсаторе

Чтобы сделать данного типа пинпоинтер своими руками, необходимо в первую очередь заготовить корпус для устройства. Для этого многие специалисты рекомендуют воспользоваться обычным фонариком. Основная проблема на данном этапе заключается в поиске хорошего модулятора. Как правило, для двухпроводного конденсатора подбирают нелинейный аналог. Непосредственно катушка обязана располагаться в передней части устройства. Аккумуляторы следует устанавливать за модулятором. Извлечь их можно также из фонарика. Минимум мощность батареек обязана составлять 200 мАч. На 25 минут непрерывной работы этого хватит вполне.

Использование трехпроводных конденсаторов

Сделать с трехпроводными конденсаторами пинпоинтер своими руками довольно сложно. Модулятор в данном случае подходит только линейного типа. В наше время найти его в магазинах радиоэлектроники непросто. Также следует учитывать, что катушку необходимо устанавливать под усилителем. Некоторые дополнительно оснащают устройства стабилитронами. Для повышения чувствительности модели они подходят идеально. Аккумуляторы в этой ситуации можно стандартно использовать от фонарика.

Модель с прерыванием сигнала

Чтобы собрать данного типа пинпоинтер своими руками, необходимо в первую очередь взять корпус от фонарика. Минимум модулятор пороговую частоту обязан выдерживать в 200 Гц. Все это позволит чувствительность устройства поддерживать на высоком уровне. В качестве тестера данный прибор используется довольно часто. Для активации режима прерывания в конструкцию необходимо устанавливать регулятор.

Чаще всего его применяют кнопочного типа. В данном случае необходимо обратить внимание на особенности корпуса, который принадлежал фонарику. Катушку для этой цели лучше подбирать простую. Однако входное предельное напряжение она обязана выдерживать на уровне 15 В. Все это позволит повысить точность показаний.

Модификация "Малыш-FM2"

Собрать пинпоинтер "Малыш-FM2" своими руками довольно просто. Отличается указанное устройство тем, что чувствительность у него невысокая. Однако себестоимость модели крайне низкая, и для домашнего использования указанный аппарат подходит идеально. Модулятор в данном случае используется нелинейного типа. Монтируется он непосредственно возле регулятора.

Чаще всего на рынке можно встретить именно поворотные аналоги. Катушка индуктивности входное пороговое напряжение максимум способна выдерживать на уровне 10 В. Также следует отметить, что у данного устройства высокий показатель проводимости тока. Достигнуто это было за счет установки стабилитрона. Далее, чтобы собрать пинпоинтер своими руками "Малыш-FM", необходимо припаять конденсаторы. Только после этого подсоединяются контакты к стабилитрону. В конце работы останется только закрепить аккумуляторные батареи в корпусе.

Пинпоинтер на транзисторах низкой чувствительности

Сделать низкой чувствительности пинпоинтер своими руками на транзисторах можно благодаря такому устройству, как бипер. Устанавливается он в корпусе сразу за модулятором. Усилитель для данного прибора подходит только импульсного типа. При этом конденсаторы для устройства можно подбирать различные. Однако минимум входное пороговое напряжение они обязаны выдерживать на уровне 5 В.

Также следует отметить, что стабилитроны в устройства устанавливаются довольно часто. Предельная частота их приветствуется на уровне 200 Гц. Важно учитывать, что точность показаний зависит от Ширина пропускания данного элемента чаще всего не превышает 3 мк. Аккумуляторы для модели подбираются с мощностью не более 600 мАч. Хватит этого примерно, чтобы устройство непрерывно проработало на протяжении 30 минут.

Модель высокой чувствительности

Высокой чувствительности как сделать пинпоинтер своими руками? Чтобы разобраться в этом вопросе, следует понимать, что катушка потребуется для сборки довольно мощная. Минимум пороговое напряжение она обязана выдерживать на уровне 20 В. Также следует отметить, что модуляторы в данном случае подходят только линейного типа. Точность показаний зависит еще и от типа конденсатов.

В этой ситуации многие специалисты советуют пользоваться моделями открытого типа. В среднем параметр емкости у данных элементов колеблется в районе 5 пФ. Однако в этой ситуации многое зависит от производителя конденсаторов. Если говорить про стабилитрон, то он используется с повышенным сопротивлением. Необходимо это для увеличения чувствительности прибора. Аккумуляторы для такой модели следует подбирать с мощностью не менее 900 мАч.

Модификация Minimax-PP

Чтобы собрать пинпоинтер своими руками Minimax-PP, необходимо подобрать бипер серии РР20. Также следует отметить, что в устройствах этого типа устанавливаются механизмы вибрации. При этом индикаторы применяются самые разнообразные. Если говорить про катушку, то она в данном случае используется ортогонального типа. Пороговое входное напряжение этот компонент обязан выдерживать не менее 15 В. При этом сопротивление в цепи не должно превышать 4 Ом.

Чувствительность данного устройства в значительной степени зависит от конденсаторов. Всего их в стандартной схеме предусмотрено два. Один из них в обязательном порядке устанавливается возле катушки. При этом второй крепится у выхода на модуляторе. Основной проблемой данных устройств можно считать малую ширину пропускания на уровне 2 мк. За счет этого усилители используются в приборах данного типа довольно редко.

Устройство с интегральным контроллером

Собирается данного типа пинпоинтер своими руками (схема показана ниже) довольно просто. В первую очередь для устройства необходимо подобрать хороший корпус. При этом контроллер интегрального типа много места не занимает. При желании его можно приобрести в любом магазине с радиотехникой, и стоит он крайне мало. Отличительной особенностью данного элемента можно смело назвать хорошую проводимость. Конденсаторы в данном случае устанавливаются двухэлектродного типа. Параметр сопротивления у них в среднем колеблется в районе 2 Ом.

Также следует отметить, что катушку необходимо устанавливать в первую очередь. Для этого придется воспользоваться паяльной лампой. Далее крепится непосредственно модулятор. При этом в задней части должны находиться аккумуляторные батареи. Усилитель в данном случае использовать нецелесообразно. Вызвано это тем, что чувствительность устройства значительно понижается вследствие повышения предельной частоты прибора.

Использование многослойных конденсаторов

Собирается с многослойными конденсаторами пинпоинтер своими руками (схема показана ниже) только при наличии ортогональных катушек. Модуляторы в данном случае подходят линейного и нелинейного типов. Также следует учитывать, что в устройствах этого типа часто устанавливаются вибрационные механизмы. При этом биперы можно встретить довольно часто.

Для повышения чувствительности устройства часто используются стабилитроны. При этом особой популярностью в наше время пользуются кардиодные аналоги. Для их установки придется воспользоваться В целом следует отметить, что модели с многослойными конденсаторами являются универсальными, и для домашнего использования подходят идеально. С их помощью человек способен довольно быстро узнать точное местоположение проводки в стене.

Модель на монолитной плате

Собрать данного типа пинпоинтер своими руками довольно просто. Отличаются эти устройства не только повышенной точностью показаний, но и хорошей чувствительностью. Для профессионалов указанная модель подойдет хорошо. Собирать устройство необходимо с фиксации модулятора. В данном случае многие специалисты рекомендуют использовать линейные аналоги.

Однако нелинейные модификации также часто встречаются. Биперы в данном случае устанавливаются за катушкой. Параметр входного порогового напряжения устройства не должен превышать 20 В. С этой целью в обязательном порядке устанавливаются стабилитроны. Регуляторы в данном случае припаиваются по желанию. В конце работы останется только зафиксировать аккумуляторы.

Пинпоинтер с резонансным регулятором

Чтобы сложить устройство с резонансным регулятором, необходимо заранее подготовить паяльную лампу. В первую очередь для прибора подбирается качественный модулятор. Многие специалисты в данной ситуации все же рекомендуют использовать линейные аналоги. Найти их в магазине довольно сложно, однако стоить они должны мало. В среднем параметр проводимости у них равняется 3 мк. За счет этого на входное пороговое напряжение можно надеяться на уровне 15 В. Стабилитроны для устройства подходят самые разнообразные. Сопротивление максимум они обязаны держать на уровне 5 Ом. Также следует отметить, что в биперах устройство с регуляторами не нуждается.

Устанавливать катушку в данном случае целесообразно в последнюю очередь. При этом изоляции проводки необходимо уделить особое внимание. Также следует помнить, что корпус устройства должен быть полностью герметичным. С этой целью как вариант можно воспользоваться резиновым уплотнителем. Непосредственно регулятор должен припаиваться на модулятор. Конденсаторы в этой ситуации используются в основном полевого типа. Минимум емкость аккумулятора обязана составлять 800 мАч.

(разработчик Petrucho– форум md4u)

Пинпоинтер – это особый вид металлодетктора, который обладает уникальной компактностью и предназначен для уточнения местоположения металлических целей при поиске. Такой детектор не обладает большой чувствительностью, она ему попросту не нужна, но зато очень точно «показывает» место залегания предметов из металла.

Благодаря этому используется для точного определения находки при поиске, осмотр стен зданий на предмет нахождения арматуры, металлических несущих конструкций, скрытой проводки, тайников и прочее.

Пинпоинтер Minimax PP-2 – простой, надежный и малогабаритный металлодетектор, разработанный одним из участников форума на md4u под ником Petrucho. Он был проверен на суше и в воде, прекрасно работает и в соленых водах черного моря.

Для начала ознакомимся с техническими характеристиками прибора (ТТХ):

Напряжение питания…………………….. 3-5 Вольта;

Ток потребления………………………….. 18 мА;

Индикация………………………………….. звуковая (фиксированный тон);

Дальность обнаружения монет…………. 5 см (5 коп СССР).

Небольшое ознакомительное видео о работе и ТТХ пинпоинтера смотрите ниже.

Итак, давайте взглянем на схему прибора (картинка ниже).

Привожу описание работы пинпоинтера Minimax PP-2 от автора (часть использованного текста взята с сайта автора, форума md4 и личной переписки с автором). Итак:

…В основе положен принцип измерения добротности. Схема довольно проста - всего 1 микросхема и 4 транзистора. Питание схемы возможно в пределах 3-5,5 Вольт (5,5 Вольт максимально возможное питание микросхемы MCP602).

Для минимальных размеров пинпоинтера рекомендуется использовать либо 2 элемента АА или ААА, либо одна 3-х вольтовая литиевая батарейка (или литиевый аккумулятор 3,7 Вольт). Например, LIR123 (фото ниже).

На элементах Q1,Q2, D1,D2, R1,R2, C1,C2,C3 и L1 собран автоколебательный LC генератор, с резонансом напряжений (последовательный резонанс). Колебательный контур образован суммарной емкостью конденсаторов C1,C2,C3 и индуктивностью L1.

Перезаряд C1,C3 идёт относительно шин питания через базо-эмиттерные переходы транзисторов а также через защитные диоды D1,D2. Благодаря чему, транзисторы Q1,Q2 работают в ключевом режиме (базы транзисторов Q1, Q2 "болтаются" относительно шин питания в пределах +- 0.7 Вольта.).

Есть конечно в генераторе довольно продолжительный линейный режим при переключении из одного состояния в другое. Время переключения равно примерно 1/10 периода. Связано это с тем что переключение транзисторов происходит тогда, когда скорость роста функции синуса мала.

Плохо это или хорошо? Хорошо в том плане, что меньше гармоник загоняется в контур - в итоге довольно чистая синусоида. Плохо с точки зрения потребления. Если бы можно было устранить линейный участок, то ток потребления снизился бы на 2..3 мА.

Желтый - напряжение на коллекторах транзисторов генератора.

Голубой - напряжение на катушке.

На C4 и L2 реализован фильтр питания, для исключения ложных наводок через плюсовую шину питания.

Отрицательная полуволна переменного напряжения снимаемого с катушки индуктивности выпрямляется однополупериодным выпрямителем на D3, R3, C5.

Дополнительная фильтрация сигнала по низкочастотным помехам, для более стабильной работы - R4, C6.

Емкостью С7 задается скорость «слежения цели» динамического режима. При неудовлетворительной стабильности порога (прибор «плохо держит» настроенный порог), следует увеличить емкость С7.

Также для хорошей и стабильной работы пинпоинтера Minimax PP-2 следует применить в схеме пленочные или полистироловые конденсаторы.

В схеме это такие детали: С1, С2, С3, С5, С6, С7. Остальные конденсаторы, резисторы и прочие детали схемы могут быть применены в SMD исполнении.

Поисковый датчик пинпоинтера может быть изготовлен для работы на разных частотах.Катушка L1 наматывается проводом в лаковой изоляции диаметром 0,25-0,3 мм и состоит из 700-500 витков соответственно. Катушка L1 наматывается на феррите диаметром 10 мм и длинной 5-7 см. Для максимальной чувствительности можно намотать катушку поближе к краю стержня.

Если 1-1,5 см чувствительности не критичны, а габариты (диаметр) пинпоинтера все же хотят сделать поменьше, то намотку делают на ширину всего ферритового стержня.

Также после изготовления поискового элемента и проверки работоспособности схемы, необходимо пропитать (залить) витки катушки L1 эпоксидной смолой или лаком. Это придаст поисковому элементу жесткость и стабильность в работе.

Пинпоинтер сигнализирует о найденной металлической цели звуковым сигналом. Этот звук выдается буззером (пъезоэлементом с встроенным генереатором звуковой частоты) с рабочим напряжением, 5-6 Вольт.

Теперь нюансы .

На выводе диодной сборки D3, может быть сигнал приличной амплитуды.

Поэтому D3 должен иметь обратное напряжение более 100 Вольт и в тоже время он должен быть высокочастотным.

Возможные замены полевого транзистора DMN2075U

В корпусе SOT-23:

IRLML2502 NTR4501N Si2302ADS BSS138

В корпусе TO-92:

BS108 BSN254 BSN304 ZVNL110 ZVNL120 ZVNL535 ZVN4424

Ну и много вариантов еще…

Замена транзисторов Q1 и Q2

MMBT4403 на КТ361, КТ3107, BC327, BC328...

MMBT4401 на КТ315, КТ3102, ВС337, ВС338…

Питание пинпоинтера не стабилизировано, поэтому рекомендуется не жадничать и использовать хорошие алкалайновые батарейки. У них внутренне сопротивление очень мало вплоть до самого разряда!

Возможная модернизация пинпоинтера.

В приборе можно применить вместо буззера светодиод или вибромотор по желанию пользователя.

Если пользоваться прибором по принципу включил и работай весь день, батарейки выйдут из строя не быстро, но все же прослужат не долго.

Ну а если работать в режиме «нажал-проверил-отпустил» кнопку питания, то щелочных батарей хватит на сезон или более!!!

…

Ну и напоследок плата пинпоинтера, разработанная одним из форумчан MD4U.