Селективный, удобный, мой. Металлодетектор Малыш.

Как-то на днях я терзал перфоратором и болгаркой крутую, нашпигованную арматурой бетонную стену. По проекту стены тонкие там, так что нужную прочность бетонщики добирали именно камнями и железом. Вонзил в бетон мелкий бурчик "на 5" (на попробовать), он пролетел внутрь стены со свистом и там во что-то уперся. Хорошо так уперся. Пока я щелкал варежкой, вытащить удалось только расплавленный отломок.
Арматура в стене это зло. А прежде чем что-то засверлить, желательно убедиться в отсутствии "имплантов" там, в толще бетона. А ведь встречаются еще в стенах и болты, и нарубленные куски проволоки и прочий мусор.
К сожалению фирменный прибор от Bosch (бытовой) помочь мне ничем не смог. Сообщал о проводке, где ее и в помине нет, а на железо звенел где угодно.
Пришлось вспомнить о селективных металлоискателях, а именно о Малыше, за авторством Eddy 71 c vrtp.ru. Проект уже немолодой, автором написано множество прошивок, на vrtp.ru и MD4U этой схеме посвящено немало страниц.
Решил себе сделать такое чудо и я. Работа предполагалась не шибко аккуратная, главное, чтобы полученное в результате трудов Изделие не разваливалось на компоненты, на стройке дизайн не главное, главное - прочность.
Сразу пришлось обтесывать два краеугольных камня любой конструкции - питание и корпус. Первым вариантом было взять литиевую сборку на несколько ампер/часов. Сразу продолжение вырисовывается - защита, зарядник? Потом звезды сложились в пользу 4х батареек типоразмера АА, и тут же под них нашелся славный отсек.

Китайский корпус для четырех батареек АА, заготовка.

Вообще же китайцы наизобретали "говнозарядник" для гаджетов. Вот же ж подлецы! Четыре батарейки дают в последовательном соединении порядка 6В, а чтобы аппаратура не крякнула, последовательно по цепи питания стоит кремниевый диод. 

Вид со снятой крышкой. качество платы так, на троечку. Ломаться там нечему.

Пытаясь извлечь из этой убогой конструкции максимум пользы, я  пытался спасти выключатель питания, и, возможно, плату, но и выключатель, и текстолит при первом приближении фена буквально выгорали с адской вонью и корчами. Так что спасся только сам корпус.
Как обычно, выпилил по остаткам образца платы свой кусочек текстолита и приступил к впихуиванию невпихуимого. На этом клочке текстолита предстояло разместить: USB гнездо, микроконтроллер, кнопку калибровки, динамик, кварц, два светодиода. К координатам я был привязан жестко - даже миллиметр в сторону при размещении USB-гнезда привел бы к конфликту оного с корпусом.

Выключатель пришлось прогнать с платы и жестко привинтить к корпусу. Поскольку старый просто развалился, нашел подобный и насадил его на винты М2.

Пришлось задуматься и о том, как делать плату. Вариант сфотографировать шаблон, отмасштабировать его и на компьютере отчертить отмёл из-за трудоемкости. Придумал не менее трудный вариант, расчертить всё маркером от руки по факту, по имеющейся заготовке платы с прорезанными отверстиями гнезд, кнопок, крепежных стоек и прочего. Маркером рисовать в целом ОК, но с микроскопом я устранил столько дефектов перед травлением, что если б делал с невооруженным глазом, замучился б ковырять залипухи и протравы уже в процессе пайки. Маркер лаковый, спиртом не смывается, но толстый тварь, около миллиметра, только полигоны и выводить им. Тонкие дорожки наводил зубочисткой, расщепленной ака рейсфедер, смоченной в "выделениях" того же маркера.

Пришлось дорабатывать и исходную схему Eddy71. Смотрим и вникаем:

Стабилизатор питания, VR1 на схеме тот же, что и у Eddy, но в LDO-исполнении. Дабы достичь оригинального напряжения питания, 3,4В, добавил диод VD1. Нужды в этом особой не было. Эд говорил, что у него плохо заводился кварц на 3,3 В, и чтобы это преодолеть, в своей конструкции он вынес наружу генератор на отдельном транзисторе. Я таким заниматься не стал, вместо тактового генератора на транзисторе взял интегральный кварцевый осциллятор на 20 мГц (SG636-PCE), и завел его на 2ю ногу процессора. Его напряжение 3,3 В

Основной поисковый генератор трогать не стал, но транзисторы взял получше, с низким напряжением насыщения, хорошим hFE.

Добавил УНЧ (DA1). Со штатным вариантом с повторителем на одном транзисторе я не смог добиться чистого и громкого звука, но поскольку дорабатывал уже собранное устройство, его разместил на отдельной плате рядом с пищалкой.

Все детали в SMD-исполнении, кроме контроллера. С ним вышел форменный прокол. Распаял под него кровать, херакс, а проц не входит по высоте, упираясь в корпус. Нашел разъем-"маму" с цанговыми захватами, вынул из него 8 контактов и припаял вместо кровати, и только тогда проц влез, а возможность его вытащить сохранилась. А первоначально уже хотел окно ему пилить!

Короче, изрядно намучился я с компоновкой, но все что хотел - засунул.

Катушка подключается через стандартную USB-розетку. Корпус-экран, четыре внутренних контакта разбиты на две пары для надежности. Всегда можно воткнуть любую другую катушку апгрейда ради.

Катушку считал в Coil32 онлайн-калькуляторе, 120 витков провода 0,23 мм на каркасе 68 мм с конденсатором 33нФ дали резонанс точно на 20 кГц, что по расчету, что на практике. Катушку пропитал клеем БФ и упаковал в экран из пищевой фольги с зазором у основания катушки. Конденсатор С1 сперва распаял внутри корпуса, но позже перенес его в катушку, распаяв на ее выводах, он металлопленочный, SMD на 250v. Проверял добротность разных кондеров C-метром, так если у К73-17 она выходила порядка трехсот, то у этого SMD-конденсатора больше тысячи. Точно подбирать частоту не нужно, контроллер самооткалибруется по факту, а если несколько замеров не будут похожими, то выдаст ошибку. 

Под кнопку для калибровки выстругал толкатель и вывел ее вбок.

Получилось так:

Еще "более лучше" Малыш работает, если катушку вынести через любой USB удлинитель.

Испытывал прибор на месте несения службы. Арматуру видит четко, нашел он и какой-то болт, что "оставили" внутри стены. Металлы различает очень надежно, разве что чувствительность низка. Но тут и катушка маловата - все-таки это пинпоинтер на малые дистанции.

Очень удачная конструкция, спасибо автору за схему и прошивки! Буду делать еще - знакомых много, и всем захочется поиграть в кладоискателей.

Первоисточник - сайт автора и страничка проекта. Там можно сграбить прошивку. ну и старина Google поможет найти всякие обсуждения по схеме семейства "Малышей"