Технические характеристики Raspberry Pi. Применение компьютера Raspberry Pi для дома

Отличается не только широчайшим спектром применения, но и поддержкой устройств сторонних разработчиков, значительно расширяющих функциональность платы. Сегодня мы рассмотрим простейший способ научить работать Raspberry Pi с сенсорным экраном. А на выходе получим крошечный планшет с настольной операционной системой.

Какие есть экраны для Raspberry Pi

Есть как минимум три возможности подключить экран:

Display-порт в виде зажимного разъёма на фронтальной поверхности.
HDMI-разъём.
Пины GPIO - разъёма универсального ввода-вывода.

Все они позволяют подключать к Raspberry Pi экраны с тачскрином.

Через дисплейный разъём работают некоторые стандартные LCD-панели (для разработчиков и встраиваемых устройств). Есть и оригинальный 7-дюймовый экран , устанавливаемый с обратной стороны Raspberry. К сожалению, этот вариант очень дорогой, зато для его запуска не требуется ничего. Просто скачать систему и вставить флешку с ней. В обычном Raspbian (Debian для Raspberry Pi) обеспечивается нативная поддержка этой железки.

Более доступным вариантом, особенно в странах СНГ, где доставка из Великобритании убивает всю прелесть «Малинки», стали экраны компании WaveShare, работающие через GPIO . Почему? Это позволяет реализовать поддержку экрана в любых вариантах NIX-систем для Raspberry Pi с любыми версиями платы (для Raspberry Pi 2 и 3 используется один дистрибутив, для первой ревизии - отдельный) и упростить настройку и отладку полученной системы. К тому же они всегда есть в наличии и стоят всего 23 доллара .

Как подключить

Нет ничего проще: нужно всё распаковать, а потом подключить экран к GPIO-разъёмам Raspberry Pi. Не потребуется даже считать пины - просто совместите платы так, чтобы экран был ровно над основной платой.

Как настроить

Есть два метода: скачать готовый дистрибутив или настроить систему самостоятельно. Первый потребует перейти на официальную страницу проекта . Затем выбрать подходящий дистрибутив, скачать и записать его на флешку. Вставили, подключили питание - наслаждаемся работой. К сожалению, в данном случае придётся довольствоваться устаревшей версией операционной системы.

Второй способ подойдёт уже знакомым с Linux пользователям и сначала потребует установить в систему драйверы, а затем перевести работу компьютера на резистивный дисплей. С инструкцией можно ознакомиться на официальном сайте . Кстати, по этой же технологии можно подключить аналогичный экран стороннего производителя.

К сожалению, ни тот ни другой способ не заставит работать одновременно и экран, подключённый через GPIO, и HDMI-порт. Реализовать трансляцию на телевизор или монитор можно уже внутри системы, подключая монитор в качестве дополнительного экрана.

Импульсные металлоискатели, среди самодельных, известны самыми высокими показателями глубины обнаружения металла. Так же они лучше других способны работать в соленой воде и сильно минерализованной почве. Все импульсники схожи в принципе работы и имеют общие плюсы и минусы. Металлоискатель клон, который мы будем собирать, имеет следующие достоинства:

Датчик сделан из одинарной катушки, являющейся передающей и принимающей. Это значительно упрощает сборку и исключает трудоемкую настройку. Размер катушки можно подбирать самостоятельно в зависимости от целевого назначения металлоискателя.
Упрощенная схема в сравнении с качественными самодельными металлоискателями.
Простая кнопочная регулировка.
Немного уменьшено энергопотребление по сравнению с импульсными металлоискателями с экранной индикацией.

К недостаткам можно отнести:

Отсутствие дискриминации.
Необходимость прошивки микросхемы. Однако это нельзя назвать большой проблемой, так как в статье будет представлена подробная инструкция данного процесса.

Сборка металлоискателя клон pi w начинается с электрических компонентов: схема, датчик, их соединение и прошивка микросхемы. Конечным этапом является изготовление или покупка корпусных деталей и настройка устройства.

Сборка схемы

Все необходимые детали, их аналоги и комментарии указаны в таблице на рисунке 2.

Детали приобретаем строго новые! Это освободит вас от проблем в работоспособности схемы.

Схема металлоискателя Клон pi w собирается на двух монтажных платах. Одна основная, а вторая плата управления и индикации с кнопками и светодиодами. Обе печатных платы для программы Sprint Layout можно скачать по ссылке . Для будущего крепления основной платы можно оставить запас текстолита или ограничиться горячим клеем. Для второй платы разъемы для крепления уже предусмотрены на монтажной плате. Соединение двух схем производится по подписанным выводам B1 – B4 и VD4 – VD13 и реализовывается многожильным шлейфом, например – от старых винчестеров или дисковых приводов.

Пайка радиодеталей осуществляется в соответствии со схемой и монтажными платами на рисунках 3 и 4.

Главными требованиями к сборке являются аккуратность, внимательность и отсутствие случайных соединений между дорожками и деталями. После изготовления печатной платы необходимо тщательно промыть ее от флюса.

Прошивка микросхемы

Металлоискатель клон работает по специально написанной программе, которую нужно записать в микросхему ATmega8. Скачать версию прошивки 1.2.2m можно по ссылке .

Рассмотрим несколько простых способов для записи прошивки:

Способ 1. Берем микросхему, скачанную прошивку, и идем в ближайшую мастерскую по ремонту электроники или к знакомому, разбирающемуся в этом. Просим бесплатно или за невысокую плату выполнить прошивку.

Если прошивка осуществляется в программе PonyProg, показываем мастеру рисунок 5, на котором изображены настройки конфигурационных битов.

При прошивке другими программами обращаем внимание на пункт SPIEN. Если при чтении информации галочка там не стоит, то выставляем все остальные конфигурационные биты в противоположное состояние! Это очень важно, так как при ошибке, вернуть процессор в исходное состояние намного сложнее процесса прошивки.

Для примера можно взглянуть на настройки программы Uniprof (рис. 6), при чтении в которой параметр SPIEN был без галочки.

Способ 2. Соорудим самый простой программатор, именуемый «программатор Громова», и произведем прошивку самостоятельно.

Схема подключается к COM порту компьютера. Если у вас его нет, можно, опять же, обратиться к знакомому с более старым компьютером или приобрести плату с COM разъемом. Все детали, контакты процессора и программатора подписаны на соответствующих схемах.

При сборке обратите внимание на то, что требуется отдельное питание процессора постоянным напряжением 5 В. Взять его можно с USB провода, подключив его к компьютеру.

Не забываем соединить минус программатора и минус питания.

После сборки программатора по пунктам прошиваем металлоискатель clone pi w:

Вставляем процессор;
Подключаем программатор к COM порту;
Запускаем программу Uniprof;
Подаем питание 5 В на процессор;
Убеждаемся, что программа увидела процессор;
Считываем конфигурационные биты и настраиваем, как было описано выше;
Открываем прошивку программой, и жмем «запись».

На этом прошивка микросхемы считается завершенной.

Изготовление датчика (катушки)

Датчик состоит из герметичной катушки, крепления для штанги и провода.

Как и было описано выше, катушка для импульсных металлоискателей выполняется очень просто. Находим провод с любой изоляцией диаметром 0,4 – 0,5 мм. И, согласно таблице на рисунке 8, выбираем количество витков и диаметр катушки. Оптимальный диаметр катушки 20 – 26 см. Можно так же соорудить квадратную глубинную катушку, но значительного прироста она не даст.

Есть множество способов изготовления обмотки, например корзиночного типа или в одной плоскости, но больших улучшений они не дают, поэтому выбираем любой простейший тип. Производим обмотку в навал на каком-нибудь круглом предмете подходящего диаметра, после чего плотно скрепляем катушку изолентой и выводим два конца провода. Катушку не экранируем!

Корпус выполняется из любых подручных средств, начиная от фанеры и заканчивая пластиком, но лучше приобрести оправку с ушками для штанги в магазине, это придаст качество и приемлемый вид датчику. В датчике не должен использоваться металл.

Провод для соединения датчика и блока желательно взять с хорошей изоляцией и парой жил сечением около 0,7 мм². Экранирование так же не нужно. Соединяем пайкой выводы катушки и провод, и надежно изолируем. На конце провода присоединяем разъем.

После изготовления катушки, улаживаем ее в оправку и герметизируем специальными средствами – эпоксидным клеем, монтажной пеной или другими диэлектрическими составами.

Изготовленный датчик можно установить на любой импульсный металлоискатель клон.

На рисунке 9 показаны различные варианты катушек для данного металлоискателя.

Сборка корпусных элементов

Чтобы изготовить корпус на металлоискатель своими руками, потребуется немного слесарных работ, подходящий инструмент и материл, а так же желание сделать что-то красивое.

Для блока управления понадобится коробочка из пластмассы или дерева. Размеры подбираем с таким условием, что бы в нее поместились две платы и, в случае использования батареек, контактная коробка. Контактную коробку можно так же вынести отдельно и закрепить рядом с корпусом блока управления. Основную плату можно закрепить горячим клеем или силиконом. Для платы управления и индикации вырезаем или высверливаем подходящие отверстия под светодиоды и кнопки. После совпадения всех отверстий под кнопки и светодиоды, закрепляем плату, как и основную. Делаем отверстия на коробке под выключатель и разъем для катушки, и закрепляем их. Коробку стараемся делать герметичной для исключения попадания влаги, например при дожде.

Штангу выполняем из ПВХ трубы. Продумав конструкцию, закупаем в магазине необходимые трубы и переходники с учетом того, что штанга должна быть разборной, диэлектрической и удобной – наличие ручки, подлокотника и места для аккумулятора, в случае его использовании (рис.11).

Для сгибания трубы можно воспользоваться газовой плитой. Для регулировки длины используем разность диаметров труб и накручивающиеся кольца. При достаточном желании, штангу можно сделать из других предметов – костыль, удочка. Главным условием является отсутствие металлических деталей. Качественно собранная штанга подойдет не только на металлоискатель clone pi w, но и на другие виды металлоискателей.

После изготовления штанги, закрепляем на ней блок управления и пластмассовым крепежом или иными средствами прикрепляем датчик. Подписываем кнопки.

Настройка и проверка работоспособности

После сборки металлоискателя включаем его. Должна произойти самодиагностика с озвучкой и миганием светодиодов. Для исключения снижения чувствительности, включать устройство необходимо вдали от металлов.

Настройка производится подальше от земли, металлических и иных предметов, например – в воздухе. Не забываем снять с себя все, что может содержать проводящий материал. Кнопкой S1 выставляем минимальный барьер. Вращением резистора R7 добиваемся громкого непрерывного сигнала. Затем по чуть-чуть возвращаем его положение, пока металлоискатель не замолчит.

В дальнейшем при эксплуатации металлоискателя отстройку от грунта выполняем кнопками S1 и S2. Копки S3 и S4 соответственно уменьшают и увеличивают громкость. Кнопка S5 предназначена для настройки некоторых функций, но в данной схеме она убрана. Кнопка S6 – сброс. Используем ее после отстройки от грунта, а так же при зависаниях и глюках прибора.

При разряженной батарее металлоискатель будет выдавать два коротких звука с периодичностью в несколько секунд.

В отличие от металлоискателя Клон пи авр, который собирается с дисплеем, в роли визуальной индикации выступают светодиоды. Количество огоньков сигнализирует о глубине и мощности сигнала, а так же об уровне звука и отстройки от грунта при настройке.

«Умный дом» - система, которая позволяет контролировать всё: от включения света или отопления щелчком пальцев до активации систем имитации присутствия.

Работа систем управления основана на датчиках и контроллерах, которые реагируют на тепловую энергию, шум и движения. К ним относятся датчики движения, включающие свет или открывающие двери, удаленное включение отопления и т.п.

Можно приобрести готовые системы, которые представлены у разных брендов, а можно самостоятельно собрать систему-конструктор, которая будет работать на том или другом ядре. Один из довольно доступных вариантов - система, построенная на базе Raspberry Pi.

Raspberry Pi - компания, создавшая миникомпьютер Raspberry. Это устройство максимально упрощает автоматизацию «Умного дома» и обладает крайне привлекательной ценой по сравнению с конкурентами, имеющими менее качественное оборудование.

Изначально было придумано 2 комплектации мини-компьютера Raspberry Pi:

Модель А;
модель В.

Внешний вид Raspberry Pi model B (с установленной flash-картой)

Обе версии работают на основе процессора ARM11 с тактовой частотой 700 МГц, но имеют различную память. Как правило, модель B обладает количеством оперативной памяти, в 2 раза превышающей модель А. Следовательно, А - 256 Мб, а В - 512 Мб. Поэтому модель А не была снята с международного производства, так как обладала ещё одним весомым преимуществом. В ней присутствовала поддержка порта Ethernet, позволяющая выход в интернет. Также компания Raspberry Pi не остановилась на достигнутом и позже выпустила обновлённую версию модели В. Улучшенный вариант обладал более компактным дизайном, а также включал в себя 4 USB-порта, что в 2 раза превышает их количество в предшествующей модели.

Этот мини-компьютер прекрасно подойдет в качестве ядра системы «Умный дом».

В качестве операционной системы можно использовать Raspbian, основанную на ядре Linux, вместе с такими расширениями, как Pimatic. Еще проще собрать «умный дом» можно с помощью комплексных программно-аппаратных решений на «открытой платформе», например openHAB, Fhem, SHC (SmartHome Control) или wiButler.

Модули Smart Home для Raspberry Pi

Построение системы «умный дом» на Raspberry Pi имеет смысл только тогда, когда с ее помощью можно управлять различными устройствами, а для этого необходимы соответствующие модули.

Так как Raspberry Pi - популярный продукт для любителей мастерить, в продаже имеется огромный выбор модулей для Smart Home. Вот некоторые из них.

433 МГц - приемник и передатчик для Raspberry Pi

Частота 433 МГц часто используется в компонентах доступных систем Smart Home, например, переключателях и термостатах радиаторов отопления, которые можно найти в строительных магазинах.

Контроллер Z-Wave Fibaro Home Center 2

Такие передатчики и приемники идеально подходят для установки в систему «умный дом», построенную на Raspberry Pi. Бандл из этих двух модулей можно легко приобрести примерно за 600 рублей.

Модуль камеры для Raspberry Pi
Камера: снимает в разрешении Full-HD

С подключенным модулем камеры Raspberry Pi можно использовать в качестве системы видеонаблюдения.

Камера совместима с операционной системой Raspbian, она способна записывать видео в разрешении Full HD и делать 5-мегапиксельные фотографии.

Этот модуль доступен как с инфракрасным фильтром, так и без него по цене от 2000 рублей.

Датчик движения для Raspberry Pi

Если вы хотите, чтобы лампы освещения и другие электронные устройства (например, камера) включалось при появлении движения в какой-то области вашего дома, понадобится датчик движения, подключенный к системе умного дома.

Особенно привлекательным по цене является упаковка из пяти «пироэлектрических инфракрасных PIR датчиков движения».

Этот пакет стоит около 480 рублей.

Датчик влажности и температуры воздуха для Raspberry Pi

Функционал метеостанции относится к базовому для Smart Home. Получать и обрабатывать метеоданные с помощью Raspberry Pi очень легко. Вам понадобится всего лишь один дешевый датчик, который вы подключите к мини-компьютеру: идеально подойдет DHT11, который стоит менее чем 600 рублей.

Модуль для Raspberry Pi: измеряет температуру и влажность воздуха.

Модуль Enocean для Rapsberry Pi

Enocean - это беспроводная технология, которая обходится без источника питания. Суть вот в чем: энергия, необходимая для совершения того или иного действия, возникает из-за изменения состояния (нажатие на кнопку, разница температур, появление солнечного света, дуновение ветра и т. д.).

Соответственно, часто сопутствующими модулями являются переключатели или датчики температуры.

Чтобы управлять устройствами с помощью технологии Enocean через Rapsberry Pi, вам понадобится подходящий модуль, приобрести который можно всего за 3600 рублей.

Пожарная сигнализация для Raspberry Pi

Часто система умного дома используется для повышения уровня домашнего комфорта, но одной из важных функций может стать и защита жилища. Помимо охранной сигнализации и камер видеонаблюдения можно установить датчики дыма и протечки воды.

С помощью датчика дыма, который стоит всего 500 рублей, вы построите собственную пожарную сигнализацию. Однако при конструировании такой важной охранной части «умного дома» вы должны дважды проверять надежность работы системы.

Модуль Homematic для Rapsberry Pi

CCU2Homematic является одной из самых популярных систем Smart Home в Европе. Для взаимодействия всех ее компонент, как правило, необходим центральный модуль управления CCU2 (MATIC Home Gateway).

Теперь вы можете соединить соответствующий модуль беспроводной связи с Raspberry. Один из таких, от компании ELV, стоит около 1700 рублей.

Для Rapsberry Pi существуют еще множество других модулей, например, для работы с беспроводными стандартами Z-Wave и Zigbee.

С представленными модулями можно построить многофункциональную систему Smart Home, причем при желании можно строить ее постепенно, подключая дополнительные возможности по мере необходимости.

P.S.
1. Раз это важно. Это не реклама. Я не знаю, кто их поставляет в Россию и ни с кем не знакома, кто продает.
2. Если у вас стоит другая система и вы ее выбрали, потому что понравилась больше, напишите, пожалуйста, почему. Мы пока в процессе изучения вопроса.

Клон Пи-В - это упрощенная и удешевленная версия импульсного металлоискателя (МД) Clone PI-AVR (который с двухстрочным ЖК-экраном). Вот описание на сайте Андрея Федорова - автора всех клонов: http://fandy.hut2.ru/ClonePI_W.htm

Конструкция металлоискателя Клон (или, как его еще называют, Слон) вышла настолько удачной, что молва он нем распространилась далеко за пределы нашей страны и прибор заслуженно обрел международную славу. Мне попадались ролики на ютуб, выложенные радиолюбителями Греции, Англии, Германии и других европейских стран.

Главное достоинство данного аппарата в том, что, не смотря на великолепные характеристики, схема его настолько проста, что его способен собрать даже начинающий. Правильно собранная схема начинает работать сразу, настройка заключается в регулировке одного единственного подстроечного резистора. Можно даже обойтись без осциллографа!

Единственная сложность для новичков - это необходимость прошивки микроконтроллера. Но не стоит переживать: для прошивки этой 28-ногой сколопендры подойдет любой компьютер с COM-портом и простейшая схемка буквально из нескольких элементов (об этом далее).

Но зато после преодоления всех трудностей, у вас будет прибор, способный засечь гвоздь сотку на глубине штыка (с 20-сантиметровой катушкой). Советские 5 коп в нашей тяжелой почве - на глубине 25 см, моя 3х граммовая обручалка по воздуху - 22 см (плашмя) и - 10см (ребром). Про крупняк вообще молчу - батарея отопления 170 см по воздуху.

Но есть у Клона и недостатки - отсутствие дискриминации металлов, т.е. он видит абсолютно все. А это лишние усилия при раскопе, ведь копать придется все подряд (там может быть монетка, а может быть пробка от бутылки). А еще у него слабая чувствительность к золоту.

Для поиска золота (самородков и ювелирки) хорошо подходят балансники с дискримом. Но чтобы сделать такой металлодетектор требуется наличие опыта и понимания принципа работы прибора, иначе может ничего не получиться. Из доступных и хороших балансников, рекомендую посмотреть в сторону Терминаторов. Они не уступает многим зарубежным брэндам, а по некоторым показателям даже превосходят их. Опытным радиолюбителям для поиска золотишка я бы порекомендовал металлоискатель "Квазар" с вытянутой DD-катухой (т.н. "узкие яйца").

Одним словом, если нужен прибор для поиска чермета - то Клон ваш выбор. Ничего проще и эффективнее вы не найдете. Для сравнения, хваленый Штурм уступает по глубине обнаружения примерно в 1.5 раза. Старая добрая Ася 250 при поиске черных металлов также остается далеко позади.

Итак, вы уже хотите себе такой прибор и готовы приступить к сборке? Тогда поехали!

Принципиальные схемы (3 варианта)

Существует три самые лучшие и неоднократно проверенные схемы, которые отличаются только микросхемами ключей:

схема с ADG444 (она же КР590КН5);
схема с КР590КН2 (от первой отличается только печатной платой);
схема с CD4066 (4016).

Эти схемы 100% рабочие, так что никакие претензии по их неработоспособности не принимаются. Если у вас что-то не заработало, значит сами виноваты.

Какая из схем лучше?

КН5 сложно найти, к тому же среди них много брака (описаны даже случаи, когда попадающий на микросхему солнечнй свет вызывал самовозбуждение). Если вам попадется КН-ка после 91-го года выпуска или в коричневом корпусе, не берите ни в коем случае - они практически все бракованные.

У КН5 есть полный аналог - ADG444, но эти микросхемы не слишком-то распространены, и к тому же довольно дорогие (рублей 300-400).

Немного стабильнее работают приборы, собранные на КН2. Но сейчас ее практически нереально достать.

Лично мой выбор - схема с использованием микросхемы ключей 4066 (третий вариант). Эта микросхема стоит копейки (10...25 рублей), везде продается, и при этом работает без глюков.

Но пойдем по порядку.

Схема с ADG444 (КР590КН5)

Назначение элементов

Резистор R1 предназначен для гашения импульсов обратного хода (ИОХ) в датчике, возникающих из-за явления самоиндукции. Если его не будет (например, при обрыве или слишком большом сопротивлении), ИОХ будут греть мощный полевик (точнее - встроенный в него диод), электролит С1 и даже могут пробить диодную защиту VD1, VD2 на входе аналоговой части.

R3 также помогает уменьшить добротность датчика при большой амплитуде сигнала (тогда этот резистор подключается параллельно R1 через диоды). Кстати говоря, чутье металлоискателя в некоторой степени зависит от сопротивлений R1 и R3, но не настолько сильно, чтобы заморачиваться с их подбором.

В случае обрыва резистора R2, полевик может нажрать помех из воздуха и самопроизвольно открыться. При этом через датчик потекут огромные токи, что приведет к выгоранию резистора R12. Кстати, сопротивление R12 может быть любым в пределах 1...27 Ом (маленькое сопротивление - для более "глубинных" вариантов).

Конденсатор С3 в связке с R14 входит в состав интегратора, позволяющего подавлять случайные шумы на входе датчика, возникающие из-за индустриальных помех. Я обычно ставлю C3 = 0,047...0,068 мкФ. Сопротивление R14 может быть от 1,8 до 2,7 МОм, разницы заметно не будет.

Если прибор хорошо отлажен и не происходит ложных срабатываний, то, увеличивая номинал R15 и уменьшая C5 можно поднять чутьё прибора до максимального.

Если питание будет осуществляться от аккумулятора, то С1 можно оставить на 2200 мкФ. Если же от слабых батареек, то его емкость лучше существенно увеличить. Например, до 6800 мкФ. Именно этот электролит служит источником энергии для формирования мощных коротких импульсов тока через катушку.

Используемые компоненты и их ориентировочная цена (август 2017):

Обозначение	Название	Комментарий	Стоимость	Кол-во

Микросхемы
U1	ATmega8	ATmega8А‐16PU и ATmega8А‐PU взаимозаменяемы, прошивка и биты конфигурации полностью совпадают.	110 руб	1
U2	78L05		10 руб	1
U3	TL074	Иногда стоит поиграть с операционником TL074 - попробовать из другой партии (другого года выпуска). Бывает один нормальный, а у другого усиление практически на нуле. Если как следует подобрать эту микросхему, можно выиграть еще пару сантиметров чуйки. Можно заменить на 2шт ТЛ072.	25 руб	1
U4	КР590КН5 (ADG444)	Как оказалось, на стабильность прибора и дальность поиска влияет не только подбор ОУ TL074, но и микросхемы коммутатора КН5 - наилучший результат у микросхем выпущенных до 1993 года, а прекрасный - у микросхем в планарных металлокерамических корпусах (1984 г.в.). Их можно тулить прям на плату, не меняя печатку. Буржуйский вариант AGD444 нареканий не вызывает. Соответствующим образом изменив печатную плату, микросхему КН5 (444) можно заменить на 590КН2 или CD4066CN (об этом см. далее).	206 руб	1
U5	TL431	Аналог К1156ЕР5.	15 руб	1
Транзисторы
VT1	IRF740/TO	Аналоги: КП776А, IRF630, IRF640, IRF840, BUZ73, 04N60, 5N60. Подойдет любой n-канальный полевик, сток-исток не менее 200 вольт, 2 ампера, емкость затвора не более 1200 pF.	35 руб	1
VT2	BSN304A	Вместо BSN304A можно более доступный BS170. Также его можно заменить транзистором С945, 2N7000 или КП501А.	6 руб	1
Диоды
VD1, VD2, VD14-VD17	1N4148	Можно наши: КД521, КД522.	1 руб	6
VD4-VD13		Вместо отечественных диодов лучше поставить сверхяркие (наши на солнце вообще не видны, да и для ярких защитный козырек от солнца не помешал бы).	15 руб	10
Конденсаторы
C1	2200uF 16V	Этот конденсатор однозначно ставим на 4700 мкф (а еще лучше 6800, 10000) - и стабильность прибора повышается и при просадке напруги на аккумуляторе (если старенький или не заряжен) поможет. Кроме этого повышается заряд на импульс прибора.	63 руб	1
C3	0.1uF	Лучше поставить 0,047uF (если его емкость увеличивать падает чуйка, а если уменьшать падает стабильность). Так что золотая середина. В идеале этот конденсатор (как и C5) должен быть пленочным. Но не стоит загоняться, подойдут наши типа КМ или импортные (почти любые, кроме слюдяных конечно) - майларовые, палладий и т.д. Можно поставить даже темно-зеленые китайские подушечки из старой сломанной аппаратуры.	10 руб	1
C4, C10, C11, C14	0.1uF		5 руб	4
C5	2200pF	Можно на 1500пФ, главное, чтобы был термостабильный (как и С3). Лично я ставил и 1500 пФ и 2200пФ - особой разницы не заметил.	10 руб	1
C6	220uF 16V		15 руб	1
C7	470uF 6.3V		12 руб	1
C9, C12	0.01uF		1 руб	2
C13	1000uF 16V		13 руб	1

Резисторы
R1, R3	390 Ом, 0.5Вт	минимум 0.25 Вт	3 руб	2
R2, R12	20 Ом		3 руб	2
R4, R9, R11, R16, R19, R21	10 кОм		3 руб	5
R6, R8, R13	1 кОм		3 руб	3
R7	1 кОм	Если есть качественный многооборотный резистор сопротивлением от 470 до 1000 Ом, то можно ставить. Если такого нет, то лучше вообще обойтись без многооборотника - достаточно обычного импортного подстроечника. Дело в том, что сейчас приобрести качественный многооборотный резистор - большая проблема. Высокая точность здесь не нужна, качественного подстроечника с головой хватает.	30 руб	1
R14	2.4 МОм	от 2 до 2.7 мегов	3 руб	1
R15	56 кОм	или 68 кОм (любой, какой есть)	3 руб	1
R17, R23	3 кОм		3 руб	2
R18	100 Ом		3 руб	1
R20, R22	12 кОм		3 руб	2
R24	100 кОм		3 руб	1
R25	47 Ом		3 руб	1
R26-R35	510 Ом	Вместо всех этих резисторов лучше поставить один общий на 470 Ом (см. описание печатных плат ниже)	3 руб	10
R36	5.1 кОм		3 руб	1
Разное
HA1		Динамик вытащил из старого стационарного телефона, там пластмассовый рупор, орет офигенно. Я пробовал пищалки от компа (такие маленькие черные бочонки) и 50-омные динамики. Громче, чем 50-омный динамик от домофонной трубки ничего нет (да и звук приятней). Можно поставить пьезокерамический излучатель (ЗП), но тогда параллельно ему надо подпаять резистор на 1 кОм.	60 руб	1
Кроватки		Если ставите микросхемы на колодки, то берите не обычные дешевые с плоскими гнездами, а качественные кроватки с цанговыми разъемами. После того, как схема запустилась, рекомендую убрать все колодки и впаять микросхемы в плату.	15 руб

Для защиты от переполюсовки можно поставить между батарейками и схемой диод Шоттки 5819. При токе до 100мА максимальное падение на нем около 0,3В, при 1А - около 0,6В. Если вам жалко терять эти доли вольта, можно применить схему защиты от переполюсовки на полевом транзисторе с низким переходным сопротивлением (порядка миллиом):

Я делал вариант на p-канальном транзисторе IRLML5203 . У него ток стока 3А, а напряжение затвор-исток - 20 Вольт. Подходит идеально.

Любую микросхему можно заменить на такую же микросхему, только с планарными выводами. Цоколевка совпадает, но придется немного изогнуть ноги. Для формовки ног планарного корпуса используйте кроватку с вытащенными цангами.

Печатная плата

Ниже приведен наиболее стабильный вариант платы Clone PI-W на микросхеме 561КН5 (ADG444).

Эта печатная плата была выстрадана многочисленными экспериментами.

Все началось с того, что на некоторых протестированных платах был замечен такой глюк, как подвывания на минимальном барьере и максимуме чутья. Это мешало выставить максимальную чувствительность. Глюк уменьшался, если прислонить руку к плате или взяться за провод.

Причина этого явления - неправильно разведенная земля МК и шины, соединяющей ряд светодиодов и микросхемы ключей. На шине возле ключей постоянно присутствует синусоидальный шум от работы генератора, причем не хилого уровня, а работающие светодиоды добавляют еще больше грязи в эту шину. Причем, чем больше их горит или перемигивает, тем больше уровень помех и, соответственно, больше ложняков.

Чтобы устранить этот неприятный эффект была проведена целая куча экспериментов и в итоге разработана печатная плата с разнесенными землями. Так что берите и паяйте, все для вас. Со стандартной катушкой получите максимум чутья и меньше глюков.

( в формате программы )

Обязательное требование: питание подводить строго к предусмотренным для этого местам - на пятачки возле кондеров. В противном случае возможны многочисленные глюки. Перфекционисты могут отрезать все земляные выводы ADG444 от платы и кинуть их отдельным проводом на аккумулятор. Тогда результат будет еще лучше (сравним с КН2).

Вместо того, чтоб ставить по одному резистору на каждый светодиод (в соответствии с принципиальной схемой) проще поставить 1 резистор на цветовую группу. Например у вас 3 цвета: красный, зелёный и синий, значит подаете плюс прямо с МК, а минус для каждой группы через собственный резистор. На данной плате вообще установлен один резистор на все 10 светодиодов.

Готовая плата:

Печатная плата для SMD-компонентов:
(скачать эту плату в )

Схема с КР590КН2

Если у вас есть КН2, то у вас есть шанс собрать самый лучший вариант Клона. Только плата должна быть разведена по уму: никакая земля КН-ки (кроме ключа полевика) не должна быть связана с землей меги, линейка светодиодов также должна быть пущена отдельной шиной.

Большой плюс КН-2 в том, что у нее нет питалова +5 Вольт. Из-за развязки по питанию повышается четкость и стабильность работы всей схемы. Если вы сделаете такую плату (с правильной разводкой дорожек), то получите супер-прибор. Будет складываться впечатление, что это и не Клон вовсе.

Принципиальная схема ничем не отличается от предыдущей, но так как цоколевка микросхемы 590КН2 не совпадает с 561КН5, то, соответственно, печатная плата немного другая:
( с *lay-файлом и описанием)

Прибор, собранный на этой плате, отличается повышенной стабильностью в работе. Народ экспериментировал с КР590КН2 - казалось бы банальный переключатель и ничего более, но при замене этой микрухи МД показывал разные результаты по стабильности, и самое интересное по глубине обнаружения. Лучшие результаты показали микросхемы 1993 года выпуска и металлокерамические с планарными выводами (1984 года выпуска). Но, повторюсь, достать эту микросхему сейчас очень сложно.

Схема с CD4066

Это наиболее бюджетный и легкодоступный вариант устройства.

Чтобы микросхема 4066 смогла полноценно заменить КН5, потребуется дополнительная обвязка в виде нескольких конденсаторов, резисторов и 4 транзисторов 2N5551. Вот как это выглядит:

Полная схема Клона Пи-В на микросхеме 4066 выглядит так:

Соответственно печатная плата в этом случае тоже нужна своя:
( в формате lay для программы Sprint Layout)

Готовая плата в сборе вместе панелью управления:
Заметили, что одной кнопки не хватает? Кнопка входа в настройки (они же "сервисные установки") была убрана специально, т.к. прибор изготавливался на продажу людям, которым лишние сложности ни к чему.

Данная плата имеет размеры 90х70мм и рассчитана как на отдельную панельку светодиодов (в этом случае нужно соединить каждый светодиод с микросхемой через резистор 510 Ом), так и на светодиоды, расположенные на панели с кнопками (и тогда просто соединить землю основной платы с землей панельки через резистор 510 Ом).

Транзисторы 2N5551 можно заменить на S9014, КТ503 или КТ3102.

Все вышеприведенные печатные платы уже отзеркалены, нужно только распечатать.

После распайки платку ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно отмыть от флюса. На монтажной плате собирать даже не пытайтесь, работать либо не будет, либо будет жутко глючить.

Прошивка микроконтроллера

Чтобы залить прошивку в АТМЕГу понадобится программатор. Две самые примитивные схемы, разработанные специально для ATmega8, приведены в . Вы можете выбрать любую из них.

ПониПрог

Если решили прошивать с помощью программы PonyProg, то фьюзы нужно выставить как на картинке:

При использовании другой программы, возможно, потребуется расставлять эти галочки инверсно (то есть там, где на картинке галка стоит, ее, наоборот, ставить не следует). Если после чтения битов в вашей программе галочка напротив "SPIEN" не стоит, значит и все остальные биты надо ставить прямо противоположно скриншоту. Сам бит SPIEN ни при каких обстоятельствах менять НЕЛЬЗЯ.

Программатор Громова

После подключения программатора (как это сделать, читаем в той же статье ), первым делом проверяем, считываются ли фьюз-биты. Если все ок, выставляем биты следующим образом:

Все тщательно проверяем и записываем. На этом программирование микроконтроллера можно считать законченным.

Какая прошивка лучше?

Были протестированы все существующие на данный момент версии прошивок. На мой взгляд (и со мной согласятся многие копатели) наиболее удачной оказалась прошивка 1.2.2m. Она вобрала в себя все самое лучшее от 1.2.1 и 1.2.4 и в итоге получилась просто сказка! Лучше, по-моему, и придумать нельзя.

Как по мне, она более стабильная, дает очень мало ложных сработок (можно долго проходить, так и не услышав ни одного пиликанья). Еще мне очень нравится сигнализация перегрузки - громкий низкочастотный звук, раздающийся после того, как зажегся последний10-ый светодиод. Сигнал позволяет очень точно локализовать цель. Этот звук как бы говорит, что цель вот она, прямо под катушкой! Сброс в прошивке 1.2.2м сделали беззвучным, что также является несомненным плюсом на мой взгляд.

Думаю, что с этой версией и глубинные датчики будут стабильно работать.

Пробный запуск (SMOKE-тест)

Так как изготовление корпуса, датчика и штанги дело наиболее трудоемкое, то целесообразнее всего проверить работоспособность платы металлоискателя сразу после прошивки контроллера.

Катушку подключать не нужно. Надо только подпаять панельку со светодиодами и кнопками и не забыть про пищалку.

После подачи питания, Клон инициирует некоторую самодиагностику, которая проявляется в поочередном зажигании светодиодов и генерации звуков разной тональности. Если все собрано и прошито правильно, то должно быть что-то вроде этого:

Реакция рабочей схемы на нажатие кнопки сброса:

В некоторых прошивках (например, 1.2.2) при сбросе Клона отсутствует звуковое сопровождение.

Если коробочка молчит, ищите ошибки в схеме, неисправные детали или проверяйте работоспособность Атмеги. Типичные причины неработоспособности приведены в конце статьи.

Назначение кнопок

Назначение кнопок не зависит от версии прошивки.

Кнопки барьера : S1 - минус, S2 - плюс. Барьер поднимает порог, при котором сигнал от аналоговой части прибора воспринимается как наличие цели. Таким образом, увеличивая барьер, мы поднимаем порог реагирования металлодетектора на металл, тем самым понижая чувствительность. Другими словами, чем выше мы выставляем барьер (больше светодиодов) - тем ниже чуйка на металл и тем меньше ложных срабатываний. Установленное значение барьера запоминается даже после отключения питания. Значение барьера никак не влияет на величину защитного интервала (ЗИ) . Защитный интервал выставляется автоматически каждый раз при включении питания (микроконтроллер вычисляет ЗИ в зависимости от настройки схемы, параметров катушки и окружающей среды). Значение ЗИ можно изменить вручную в режиме настроек с помощью кнопок регулировки барьера, но это лишено смысла и на практике никто никогда так не делает. После отключения питания значение ЗИ не сохраняется.
Громкость : S3 - минус, S4 - плюс (максимальный уровень - 7). В режиме настроек этими кнопками задается минимально допустимое напряжение питания (от 7,5 до 11В, шаг - 0.5, по умолчанию стоит 8 Вольт). При снижении напряжения ниже установленного уровня, прибор продолжит работу, но при этом каждые 15 секунд будет звучать характерный низкочастотный сигнал.
Кнопка S5 - вход в режим настроек (не во всех версиях прошивок). Если делаете металлоискатель не для себя, то лучше вообще эту кнопку не ставить. Дабы не соблазнять лишний раз.
Кнопка S6 - сброс . Используется при самовозбуждении, зависании прибора - в случае чего жмем сброс и продолжаем поиск. Нажатие кнопки сброса всего лишь очищает регистры микроконтроллера, стеки, флаги и прочую внутреннюю кухню процессора (я в этом не очень силен), что позволяет ему продолжить нормальную работу. Кнопка сброса никак не влияет на вычисленный при включении прибора защитный интервал, уставленный барьер и уровень громкости.

Датчик (катушка)

Огромное преимущество данного металлоискателя - простота изготовления датчика. В простейшем случае он представляет собой 27витков провода диаметром 0,6-0,8мм намотанные внавал на оправке диаметром 21см.

Для этого МД очень хорошо подходит катушка "корзинка" от КАЩЕЯ Ø22см.

Очень точно локализовать цель позволяет катуха-"снайперка": диаметр 18,5 см, 23 витка проводом 0,5 мм.

Чтобы узнать количество витков для катушек другого диаметра можно руководствоваться таблицей:

В продаже есть готовые формы под катушки, в которых можно разместить датчики диаметром 19 или 26 см. Одновременно две катухи в одной форме размещать нельзя, поэтому мотайте ту, которая 26 см. Это примерно 21-23 витка провода 0.7...0.8 мм. Общее сопротивление должно быть от 0.7 до 2 Ом.

Для глубинного поиска можно соорудить рамку со сторонами 70х70см или даже метр на метр (хватит 16 витков провода). Но исходя из опыта, могу сказать, что с таким датчиком вы в принципе ничего не выиграете. Мелкотню (относительную) он цепляет также, а таскать его ну ОЧЕНЬ неудобно. Подойдет разве что для работ по чистому полю, и то поднимать его над землей надо будет сантиметров на 70 - а с таким расстояниям пропустите много чего интересного. Хотя для тех, кто собирается ловить танки, пойдет.

Кому хочется побольше, делайте датчик Ø30-35 см, 20 витков. С такой катушкой, немного поднабравшись опыта, можно будет и мелочь искать, и крупняк, изменяя расстояния датчик-земля. А про глубинные рамки забудьте, геморой это.

Эллиптическая катуха для импульсника, это понты не более. Возни при изготовлении много, а расширение области захвата цели не такое уж и большое (5-7 см). Но если у вас уже есть подходящий каркас - тогда ок.

Кстати, хороший каркас для намотки можно изготовить, например, из катушки от сварочного полуавтомата. Обрезать все лишнее, убрать перегородки и получится очень прочный корпус под диаметр 24.5 см.

Кто хочет поэкспериментировать, может намотать катушку "планарку" (как у Шанса). Чуйка получается страшная: канализационный люк - 170 см. Но правда и на землю реагирует не слабо, приходится чуйку загрублять. Так что результат в конечном итоге не сильно будет отличаться от датчика в форме кольца.

Ради любопытства я пробовал такую катушку, как на рисунке выше - отлично работает. Толщина каркаса ~4 мм. Ее намотать проще, чем по-настоящему планарную:

Подойдет и катушка корзиночного типа (http://www.metdet.ru/Sensor_K1.htm):

С ней чуйка чуть выше получается (на пару сантиметров), но и помех цепляет больше.

Можно и такую катушку, как на фото ниже, но, уж поверьте, не стоит эта ""борода"" таких усилий. Колечко мотается гораздо проще, а показатели почти такие же.

Короче, подходящих вариантов изготовления датчиков много, но проще обычного кольца ничего нет. А разница в глубине обнаружения либо несущественна, либо нивелируется ложными срабатываниями от грунта.

Ещё есть интересный вариант - обычное "двойное колечко" (или двухконтурная катушка). Мотается две катушки - 15 витков на оправке где-то 12 см и 12 витков на оправке где-то 23 см. Одна располагается внутри другой, соединяются последовательно и подключаются к прибору. Задумка в том, что маленькая катушка будет цеплять мелкие цели, а большая - крупняк на хорошей глубине.

Мой вам совет: для начала мотайте датчик на каркасе 21 см, проводом от 0.65 мм, все это как следует герметизируйте бокситкой и будет вам отличная катушка, подходящая под требования даже самого избалованного копателя.

Полученную катушку вклеить между листами фанеры и готово:

А уж потом, когда наберетесь опыта - сделаете корзиночнный овальный датчик и добавите с его помощью 1-2 см глубины.

У кого проблемы с намоточным проводом, мотайте алюминиевым (диаметром 1мм). Только концы катушки надо качественно подпаять к медным выводам. Скрутки не допускаются. Кислотный флюс либо не использовать, либо оооооочень тщательно смывать.

Пропитка/заливка

Перед заливкой в форме нужно сделать небольшой каркасик, чтобы связать воедино саму катушку, уши, ввод кабеля. Затем все это обматывается стекловолокном или просто медицинским бинтом и заливается. Я заливаю эпоксидкой. Очень желательно подобрать форму таким образом, чтобы смолы не много шло, иначе при ударе датчиком о дерево/камень он может лопнуть или дать трещину. У меня на одну катушку уходит примерно 150-200 гр смолы.

Формы для заливки делают из чего угодно - крышки от ведер, сковороды-блинницы с тефлоновым покрытием, тарелки фрисби, кто-то даже фрезерует формы из толстого оргстекла. Некоторые просто обматывают стеклотканью и пропитывают смолой. Один мой знакомый вырезает форму из гипсокартона, а после застывания бросает всю эту конструкцию в воду. Через пару часов весь гипсокартон превращается в тыкву кашу и отваливается. Остается чистая катушка.

Кстати, для замазывания всяких щелей и стыков отлично подходит монтажная пена. Только надо знать одну хитрость: выпускаем немного пены в воду, перемешиваешь ее прямо в воде и как только она осела (загасилась) - берешь полученную массу и используешь в своих целях. Материал получается суперский: в меру жесткий, не пористый, легко шкурится, режется. В общем, можно лепить все что угодно. Сохнет моментально - минут 20-30.

Чтобы сделать эпоксидку непрозрачной, ее можно смешать с мукой. А еще афигительный результат дает армирование смолы микросферами - датчик с ними получается легкий, прочный и его меньше ведет от температуры. Микросферы - это такие маленькие гранулы, бывают стеклянные и пластиковые. Они настолько мелкие, что похожи на порошок:

Катушку экранировать нельзя - это импульсный прибор, а не балансный или на биениях. Тут совсем другой принцип работы.

Из личного опыта: для меня датчик в виде сплошного блина лучше, чем который с перемычкой посредине. В эти прорези постоянно попадает трава и мешается. А сплошной блин спокойно скользит по ней, ничего не цепляя. Но блин слегка тяжелее, так что смотрите, что для вас важнее - удобство или малый вес.

Провод от блока до катушки - обычный, неэкранированный, с хорошей изоляцией и сечением около 0.75 квадрата (можно, например, отрезать от соседского торшера или пылесоса). Хорошо подходят провода от качественных аудиосистем, в прозрачной изоляции.

Кабель для импульсника, чем короче - тем лучше, хватит и 3-4 витков для полностью раздвинутой штанги.

По поводу крепления катухи к штанге - делайте его как можно мощнее! Из своего опыта ремонта МД могу ответственно заявить, что отломанные "уши" на датчике - это самая частая поломка, с которой обращаются. Ломают всё и все (фирму и не фирму). Продираясь через кушери, наступают на датчик и привет семье. Заводская штанга, как правило, выдерживает, а уши - нет. Классика жанра - одного уха совсем нет, второе надломано на 50%.

Для ушей хорошо подходит толстый стеклотекстолит или ударопрочный полистирол толщиной не менее 3-4 мм.. Можно вырезать их из крышки от унитаза (они бывают очень толстые).

Кстати, не советую делать штангу в виде просто прямой палки, как на фото выше - это не очень-то удобно и усталость не заставит себя долго ждать. Лучше сразу делайте проверенный S-образный держак под предплечье:

Подлокотник является обязательным элементом (если вы, конечно, не хотите через пару часов отдыхать под кустиками с ноющей болью в руке). Идеальный подлокотник - металлический. Пластиковый рано или поздно сломается, в этом уже убедились сотни кладоискателей.

Пару слов о конструкции самого блока

Не берите слишком высокий корпус, вполне достаточно высоты в 36-50 мм. И на вид красивее будет. Корпус лучше брать без вентиляционных прорезей, чтобы герметичный был. А то через пару копов внутри будет все что угодно: грязь, вода, трава, пыль, мухи, муравьи, пауки, мыши и жуки разные. И вся эта живность будет там постоянно толпиться и мешаться (проверено лично на копе).

В ящик размерами 150х88х47, кроме платы, помещается кассета на 8 пальчиков. Прекрасно подходит коробка D150Ak (91x147x36).

Маленькие отверстия под динамик (или пьезоизлучатель) лучше всего делать снизу, чтобы внезапный дождь не проник через эти отверстия внутрь и не залил мембрану.

Для своего последнего Клона я приспособил алюминиевый корпус размером 120x97x40 мм. Туда без проблем влезли три литиевых аккумулятора 18650 (из старых ноутбучных батарей, покупал по 100 руб/штука), сама плата металлоискателя, на которой я к тому же разместил три простейших зарядных устройства на транзисторе TIP41 (взято ).

Таким образом, получилось все компактненько, в одном-единственном корпусе и никаких лишних проводов. Воткнул катушку и пошел копать!

Питание

Для питания подойдут батарейки либо аккумуляторы типоразмера АА в количестве 8 шт. Люди, пользующие данный девайс на таких аккумуляторах, отписывали что их хватает на 5-7 часов работы. Комплект из 8 АА хватает на 10 часов активного поиска.

Я в одном из устройств применил 4 Li-Ion аккумулятора от старых сотовых телефонов, все равно валялись без дела.

Знаю, что некоторые запитывали даже от 18-вольтового аккумулятора от шуруповерта. И работало. Тут главное убедиться, что все конденсаторы рассчитаны не ниже, чем на 25V.

Главное требование - источник питания должен без просадки выдавать 160-180 мА (это максимально потребление прибора, когда горят светодиоды и рядом металлический объект). Так что всякие Кроны или таблетки Д-0.125 не подойдут!!!

Со слабым питанием прибор работать не будет. Для справки - амплитуда импульса в катушке достигает 200 Вольт, а ток - 20 Ампер. Так что все серьезно.

Идеальный вариант - 3 или 4 аккумулятора 18650 и примерно вот такой бокс для них:

Если планируется использоваться какой-то более тяжелый аккумулятор (например, свинцовый или гелевый от бесперебойника), то целесообразно рассмотреть вынесение его под подлокотник. Это будет способствовать лучшей балансировке всей конструкции.

Настройка МД Clone PI-W

Настройка исправного прибора заключается в балансировке моста, состоящего из датчика и резисторов R1, R3, R6, R9 и R7, R8, R11. Делается это подбором сопротивления подстроечника R7.

Есть два варианта настройки - на слух или с помощью осциллографа.

Настройка на слух

При каждом найденном положении подстроечного резистора, нажимаем кнопку сброса и проверяем, какая получилась чувствительность. Хорошим результатом по воздуху можно считать 22-25 см на советские пять копеек. Проверять нужно не "на глаз", а с помощью деревянной рейки с нанесенными на ней рисками.

Если указанная чувствительность достигнута, настройку металлоискателя можно считать законченной.

Из-за высокой чувствительности аналоговой части прибора, настоятельно рекомендую делать окончательную настройку где-нибудь на природе, подальше от ЛЭП и индустриальных помех. Например, выехать в поле, найти там одинокое дерево, повесить катушку на ветку и уже тогда можно крутить R7.

Больше этот подстроечный резистор никогда не трогаем, и вообще забываем об его существовании. В случае необходимости загрубить чуйку (например, чтобы "отстроиться от грунта"), делаем это с помощью кнопок барьера.

Настройка с помощью осциллографа

Суть заключается в том, чтобы с помощью R7 добиться ровного горизонтального участка осциллограммы между импульсами на выв. 1 микросхемы ОУ TL074:

На этом этапе иногда выясняется, что сопротивления резистора R7 недостаточно для полноценной балансировки Клона. Тогда приходится подбирать еще и резистор R8.

Настройка обязательно должна сопровождаться контролем чувствительности прибора! Дело в том, что ровный участок осциллограммы достигается в довольном широком диапазоне сопротивлений R7, поэтому наблюдаем за поведением прибора: включаем/выключаем его, подносим монетки, ищем наиболее подходящее положение подстроечника.

Выставляем минимальное напряжение питания

По умолчанию минимальное напряжение питания, при котором прибор включает сигнализацию о разряженной батарее, выставлено в 8 Вольт. Если вам надо другое (например, чтобы не угробить аккумуляторы), то это значение можно задать вручную через сервисное меню.

Входим в настройки нажатием кнопки S5. Признаком нахождения в режиме настроек является свечение последнего светодиода (VD13). Кнопками регулировки громкости задаем требуемое значение напряжения. Минимально допустимое напряжение индицируется светодиодами с первого по десятый с шагом полвольта - от 7,5 до 11В.

Если в процессе эксплуатации прибора напряжение питания уменьшается ниже заданного значения, металлоискатель продолжает работать, но раз в несколько секунд выдаёт двойной низкий звук. Это сигнал к тому, что пора доставать второй комплект аккумуляторов.

Датчиком напряжения питания для контроллера является делитель R22, R23.

Защитный интервал

У любого импульсника есть такое понятие, как защитный интервал (ЗИ). Это временной интервал между моментом генерации импульса до момента начала приема отраженного сигнала.

В данном МД значение защитного интервала подбирается автоматически при включении прибора (это когда светодиоды начинают по одному тухнуть). Также его можно задать вручную через меню. После отключения питания значение не запоминается. Поэтому очень важно чтобы при включении прибора возле датчика не было никаких металлических предметов. На практике это достигается просто поднятием катушки в воздух над головой.

Если включить металлоискатель возле, например, лопаты, то прибор выставит значение ЗИ для данных условий работы и в упор не будет замечать цели, отражение от которых будет меньше, чем от этой лопаты. Приблизительное значение защитного интервала можно определить по тому, сколько светодиодов тухнут одновременно в конце теста после включения - чем больше, тем больше ЗИ.

Хотя, если вас интересует только самые крупные цели, прибор можно врубать прямо на грунте. Крупные мины, снаряды, заводы и пароходы все равно будут звенеть.

Теперь что касается кнопки входа в режим настройки. Не секрет, что некоторые ее вообще убирают.

Соглашусь, эта кнопка почти никогда не используется, да и мало кто понимает для чего она вообще нужна. Поэтому если делать прибор для кого-то, кто не очень понимает принципа работы импульсников, то кнопку лучше убрать от греха подальше.

Лично я иногда выставляю защитный интервал в плюс, подрезая тем самым чуйку на мелкоту. Казалось бы зачем это нужно, когда есть барьер? Оказывается все не так просто. Барьер действительно помогает при отстройки от грунта. А вот увеличение защитного интервала проявляется несколько иначе. Это можно почувствовать только при поиске, хотя при комнатных испытаниях может показаться, что эта функция не нужна или даже вредна - ведь это понижает чуйку прибора.

Попробую объяснить исходя из собственного опыта. Короче, от каждого металлического предмета, лежащего в земле, растекается галло (аура) из минерализованного грунта, таким образом даже маленький гвоздь может фонить как кастрюля для борща. А функция защитного интервала помогает отстроиться (хотя в некоторых случаях и не полностью) от такой прогнившей мелкоты и сосредоточиться на поиске более крупных предметов. На практике грамотное использование защитного интервала позволяет меньше копать вхолостую. Как-то так...

Что делать, если ничего не заработало

Скорее всего, с вами такого не произойдет, но даже если так, без паники! Ничего страшного.

Первым делом проверьте потребляемый ток - он должен лежать в пределах 60-80 мА. Если поднести к катушке крупный металлический предмет, ток должен возрастать до 150-170 мА. Если токи слишком большие, сразу все выключаем и ищем КЗ на плате, смотрим какие элементы сильно нагрелись, выясняем причину.

Если с токами все впорядке, убедиться в том, что контроллер прошит правильно. Непрошитый контроллер будет моргать первым светодиодом, как бы намекая, что он пустой.

При включении правильно прошитый контроллер, независимо от работоспособности аналоговой части схемы, должен включить светодиодную иллюминацию, и запиликать на все лады. Если светодиоды не горят, проверяйте питание на МК, правильность установки светодиодов.

Если нет звука, возможно, перепутана цоколевка полевого транзистора VT2. Имейте в виду, что BSN304 и BSN304A имеют разное назначение выводов!

Если все в порядке, поднести магнит вплотную к катушке - вы должны почувствовать как он зудит и вибрирует. Не сильно, конечно, но ощутимо. Если жужжание есть, значит контроллер, микросхема ключей и мощный полевой транзистор IRF740 работают. Уже хорошо.

Если магнит не жужжит, потрогайте полевик - он не должен сильно греться. Если греется - возможно либо КЗ в катушке, либо он постоянно открыт (тут уже подозрение на микросхему ключей либо контроллер).

Если постоянно сгорает R12 - либо где-то КЗ, либо неправильно воткнули C1, либо неисправен сам контроллер, либо забыли вставить в панельку микросхему ключей (444, КН или 4066) - один из ее элементов выступает в качестве драйвера полевика.

Повторюсь, что прибор можно включать и без датчика - сначала загорится один светодиод, потом сразу вся шкала из 10 штук, а потом они все разом потухнут и наступит тишина. По-крайней мере на прошивке 1.2.2 все происходит именно так. На прошивке 1.0.1 светодиоды без датчика будут гаснуть по одному. А если у вас не так, значит не работает микрокотроллер: проверяйте цепи питания и прошивку. При проверке прошивки особое внимание уделить битам конфигурации или фьюзы (считать их и сверить с картинкой, которую я приводил выше).

Если при включении прибора наблюдается звуковая и световая иллюминация, катушка заставляет "жужжать" магнит, но при этом нет никакой реакции на металл и регулировка подстроечника R7 ни к чему не приводит, тщательно проверяйте соответствии вашей платы принципиальной схеме. Где-то повесили соплю при пайке, забыли нарисовать дорожку и т.д. Особое внимание уделить номиналам резисторов в обвязке TL074 - прозванивайте их прямо в плате.

Отсутствие реакции на металл может быть, если при включении катушка была возле крупного металлического предмета (батарея, каркас кресла, содержимое ящиков стола и т.п.)

Убедитесь, что флюс не затек в панельку и не нарушил контакт (если вы используете панельки, берите те, которые с позолоченными цанговыми зажимами - в них такая проблема исключена в принципе). Если ошибку найти не удается, последовательно замените сначала микросхему ключей, потом ОУ TL074.

У рабочего прибора при подключенном датчике и отсутствии металлов поблизости на выводах ОУ TL074 должны быть такие напряжения:

Выводы 5, 10 - напряжение, равное Uref 4.5 - 4.9 В. Эти напряжения идут напрямую со стабилизатора TL431. Если имеется сильное отклонение, проверяйте делитель R19, R20.
На сбалансированном ОУ такое же напряжение (с разницей в сотые доли вольта) должно быть и на выводах 1, 2, 3, 5, 7 и 14. При исправных деталях, но разбалансированном ОУ напряжениям могут незначительно отличаться - на 0.2...0.5 Вольта (встанут на место при баллансировке подстроечником). Если кручение резистора R7 не приводит к изменению напряжение на выв.7 ОУ, подстроечник подлежит замене.
Напряжение на выводах 12 и 13 должно быть одинаковым и быть чуть меньше напряжения источника питания (примерно на 0.6-0.7В). Если это не так - проверять подстроечник и всю входную цепь.
Напряжение на выв. 8 и 9 должно быть примерно равно половине напряжения источника питания и зависит от качества ОУ и правильности обвязки. Чем больше скурпулёзности вы приложили, подбирая детали, тем ближе напряжение будет к половине питающего. Как правило, оно равно 4,5...7В. Чем ближе на выв. 8 напряжение к половине напряжения источника питания, тем лучше экземпляр ОУ вам попался.
Напряжение на выв. 6 ОУ - примерно 3...5 вольта. Измерить цифровым прибором затруднительно, желательно иметь стрелочный вольтметр.

Вот диаграмма напряжений, снятых с рабочего прибора при напряжении питания 10.7В (аккумуляторы уже слегка подсели):

Наиболее распространенные ошибки начинающих:

воткнули микросхемы не тем концом;
при прошивке намудрили с битами конфигурации МК и усыпили его на веки вечные;
КЗ в поисковой катушке (низкая чувствительность, большое потребление тока);
свернули подстроечнику голову;
нет контакта (плохой контакт) в разъеме подключения кабеля. Решение: временно (а лучше постоянно) подпаять датчик напрямую. Или использовать качественный разъем с надежными контактами позолоченными контактами;
плата грязная, не вымыт флюс, использовался кислотный флюс при пайке (последнее вообще недопустимо ни при каких обстоятельствах);
некачественная пайка, ложная пайка, сопли на плате.

Причины всевозможных глюков:

Проверяйте все. Десять раз проверьте плату, прозвоните или замените сомнительные элементы. Схема довольно простая и неисправность 100% у вас перед глазами. Если проявите толику внимания и терпения, вы ее найдете.

Если прибор работает, но обладает низкой чувствительностью, и настройка не помогает, то возможно вам попалась "тупая" микросхема TL074. Попробуйте заменить. На моей практике разные микросхемы из одной и той же партии давали существенно разную чуйку (чуть ли не в два раза!).

Коэффициент усиления первого каскада ОУ равен 7 и задается резистором R11. Усиление второго каскада - около 10, устанавливается резистором R15. Изменяя R15, можно несколько поднять или, наоборот, загрубить чуйку прибора. Знаю умельцев, которые даже ставят вместо R15 переменный резистор и выносят его на переднюю панель (типо регулировка чувствительности!).

В последнее время участились сообщения о браке среди TL074. Если вам никак не удается найти неисправность, возможно, дело как раз в этом.

Если есть подозрение на бракованную микросхему TL074, попробуйте взять ее из старой аппаратуры, или купить в другом магазине из другой партии или используйте аналоги: TL064, TL084, TLC274, LF347, MCP604, MC34004P, TA75074P, ECG859. Также можно заранее развести печатку под два сдвоенных ОУ (например, TL072 или TL082).

Или, как вариант, можете попробовать вкорячить в плату 074 в smd-исполнении (среди них пока что брака не замечено).

Впечатления от прибора

Люблю я этот металлоискатель! Давал тут одни копателям, так они аж глаза вытаращили: прозвонили стрелковую ячейку фирменным "Фишером", он ничего не показал, а мой Клон третий диод зажег. Копали минут 20, грунт тяжелый, камни сверху. В итоге подняли три гильзы от трехдюймовки с глубины не менее 40 см!

А как-то раз один мой знакомый захотел побродить с металлоискателем за нашей деревней и через час вернулся с позолоченной пуговицей. Говорит, что выкопал прямо на обочине дороги на глубине одного штыка. Сказал, что прибор орал как резаный.

Судя по многочисленным отзывам, хорошо настроенный Клон имеет примерно в два раза большую чуйку на крупняк, чем аська 250 с родной катушкой. Правда аська имеет дискрим, цветняка получится найти больше (если этот цветняк в земле еще остался вообще), с ней хорошо на пляже в песочке повозиться. А так, ACE-250 - прибор начального уровня, детская игрушка можно сказать. Как владелец аськи в прошлом, могу добавить, что если бы она меня во всём устраивала, я бы не стал доставать паяльник из чулана.

Кстати, недавно протестировал своего Слона на Чёрном море. Проблем не было, отлично работает и на морской воде. Главное, иду я по пляжу с клоном, а мой сотоварищ с минилабом за штуку баксов, а результат у всех одинаковый. Вообще, этот прибор изначально задумывался автором, как вариант для подводного поиска.

Небольшой прирост чуйки был замечен с катушками начиная с 30 см. Но с ними становится тяжелее локализовать цель. Другими словами, копая небольшой предмет, можно промахнуться ямой - копаешь и копаешь, а его всё нет и нет, а Клон всё звенит и звенит. Ты копаешь и представляешь себе супер-клад на большой глубине, а в итоге оказывается звенела пробка от пива на глубине 15 см немного в стороне.

Кстати, Clone Pi-W работает в статичном режиме. Это позволяет точнее локализовать цель. Только в последней прошивке 1.2.5 реализован динамический режим поиска. На мой взгляд, статический гораздо удобнее.

При поиске на сильно замусоренных участках достаточно приподнять катушку над землей (сантиметров на 20). И весь крупняк ваш. И не только крупняк.

Также было замечено, что Клон душит другие металлоискатели своими помехами. Так что приходится разбегаться подальше.

Выводы

Среди самодельных импульсников равных Клону пока нет. Ходить за черметом или по войне - самый огонь! Для поиска монет и тому подобное - тоже сойдет, просто копать придется побольше. Смотрите, например, что удалось нарыть:

Судя по всему, это Либаво-Роменская железнодорожная бляха 1874 года.

Ну а ниже мои самые первые находки Клоном (сохранил их на память):

А вообще, если вам нужен балансник с дискриминитором, то рекомендую попробовать собрать и настроить цифровой Квазар или аналоговый Терминатор. Хотя, к примеру, тот же "Анкер" гораздо дальнобойней будет, а "Спектр" - информативнее... Вам решать!

Умный дом на Raspberry Pi своими руками

1.4 (28.89%) 9 votes

Сейчас невозможно игнорировать нововведения и современные технологии, прочно укоренившиеся в нашей жизни: мобильную связь, интернет, компьютерные приборы и дома, в которых каждый бытовой процесс контролируется с планшета или телефона. Такие дома называют «Умными домами». Это жилища, в котором вы сможете контролировать всё: от включения света или отопления щелчком пальцев до активации систем имитации присутствия, которые будут помогать держать ваш дом в безопасности, пока в нём никого нет.

Такие жилища основываются на датчиках и контроллерах, которые реагируют на тепловую энергию, шум и движения. Простейшие из таких датчиков мы можете увидеть в крупных торговых центрах, в которых двери открываются автоматически, как только вы к ним подходите. Не можете поверить, что такая система может быть неотъемлемой частью вашей жизни? Придется.

Если вы хотите минимизировать прилагаемые усилия при выполнении бытовых занятий, таких как стирка, готовка или уборка, проект «Умный дом» просто создан для вас.

Проект «Умный дом»

Концепция работы «Умного дома»

Конечно, для каждого автоматизированного и автоматического оборудования должна быть программа. Именно от неё будет зависеть успешность вашего «Умного дома». Такие программы адаптации оборудования требуют некоторых знаний и опыта в сферах программирования и электроники. Однако если вы новичок в этом, малознакомы с программированием и не обладаете необходимым опытом работы с электроникой, мы рекомендуем вам использовать программы, максимально адаптированные для начинающих пользователей.

Создание «Умного дома» без собственных усилий подразумевает собой крупные вложения средств, которые на данный момент может позволить себе далеко не каждый. Но если понять концепцию работы устройств, можно с лёгкостью собрать такой своими руками.

Raspberry Pi или автоматизация «Умного дома»

Raspberry Pi - компания, создавшая миникомпьютер Raspberry. Это устройство максимально упрощает автоматизацию «Умного дома» и обладает крайне привлекательной ценой по сравнению с конкурентами, имеющими менее качественное оборудование.

Изначально было придумано 2 комплектации мини-компьютера Raspberry Pi:

модель А;
модель В.

Внешний вид Raspberry Pi model B (с установленной flash-картой)

Обе версии работают на основе процессора ARM11 с тактовой частотой 700 МГц, но имеют различную память. Как правило, модель B обладает количеством оперативной памяти, в 2 раза превышающей модель А. Следовательно, А - 256 Мб, а В - 512 Мб. Поэтому модель А не была снята с международного производства, так как обладала ещё одним весомым преимуществом. В ней присутствовала поддержка порта Ethernet, позволяющая выход в интернет. Также компания Raspberry Pi не остановилась на достигнутом и позже выпустила обновлённую версию модели В. Улучшенный вариант обладал более компактным дизайном, а также включал в себя 4 USB-порта, что в 2 раза превышает их количество в предшествующей модели.

Данный девайс прекрасно найдёт себя в вашей разработке проекта «Умный дом». За относительно невысокую стоимость этот компьютер Raspberry Pi может выполнять самые разнообразные задачи, связанные с автоматизацией проекта «Умный дом».

Мини-компьютер Raspberry может управлять , которое облегчит автоматизацию вашего дома или квартиры. С помощью платы RaZberry от фирмы Z-Wave ваш мини-компьютер воистину станет мозгом для всей вашей системы. Z-Wave являет собой стандарт беспроводной автоматизации. Он не требует проведения дополнительных проводов или ремонтных работ, что в лучшую сторону сказывается на экономике вашего проекта. Также Wave невероятно прост в установке. Это позволяет самостоятельно справиться с задачей даже новичку в сфере электроники. Появилась нехватка производительности? Не беспокойтесь, производительность Z-Wave можно наращивать благодаря установке дополнительных устройств, как и в обычном компьютере. Смена комплектующих или их апгрейд послужит улучшению работы устройства. Также Wave регулярно проводит доступные тренинги и обучения для опытных монтажников по темам установки и адаптации под определённые системы Z-Wave.

Контроллер Z-Wave Fibaro Home Center 2

Если вы не уверены в своих возможностях, или же вам не хватает опыта, компания Z-Wave готова предоставить полный спектр услуг по установке, либо же настройке оборудования Z-Wave по всей территории России. Также вы всегда можете воспользоваться их доступной базой знаний или задать интересующие вас вопросы на сайте технической поддержки.

Также с помощью системы Raspberry Pi вы можете соорудить из обычной веб-камеры и одноплатного компьютера собственную настоящую систему видеонаблюдения и наблюдать за любым объектом через интернет, где бы ни находилась ваша камера.

При этом вам не обязательно просматривать или проверять видеонаблюдение ежеминутно. По окончании рабочего дня вы можете спокойно просмотреть основные события, произошедшие за день и увиденные вашей камерой.

С помощью системы Raspberry Pi и веб-камеры можно вести видеонаблюдение

«Умный дом» является сложной системой, которая, помимо выполнения указаний, заданных вами в программе, может выполнять действия, полностью опираясь на оригинальность той или иной ситуации. В ином понимании это «умная» система, способная самостоятельно найти выход из ситуаций, основываясь на происходящем.

Создать такой домик не составит труда при выделении должного количества времени. Вы получите несоизмеримую пользу от своих нововведений. До конца разобравшись в строении и автоматике вашего творения, вы сможете экономить огромное количество времени и средств с помощью контроля даже самых минимальных лишних выбросов электроэнергии или тепла.

Сделать свой дом максимально удобным, приспособить его под свой образ жизни теперь стало возможным с помощью «Умных домов» и мини-компьютеров Raspberry Pi.