Металлоискатель Квазар ARM своими руками

Металлоискатель Квазар ARM – это балансный селективный металлоискатель с дискриминацией металлов и LCD экраном.Квазар АРМ это продолжение проекта металлоискателя на микропроцессоре AT Mega32 «Квазар АВР». В обновленной схеме прибора применяется более мощный микроконтроллер ARM32, и реализованы дополнительные возможности, описание которых будет приведено ниже.

Технические характеристики металлоискателя Квазар ARM:

• Питание 6-9 В

• Принцип работы – одночастотный, IB.

• Рабочая частота – от 4 до 20 кГц;

• Индикация - звуковая многотональная, и визуальная LCD экран

• Глубина обнаружения монеты 5 коп. СССР (с катушкой ДД 23 см) – 30 см.

• Электронная компенсация для устранения разбалансировки катушки.

• ФМ модулятор для беспроводных наушников

• Узел регулировки тока в катушке

• Самодиагностика прибора при включении

Схема металлоискателя Квазар ARM

Печатная плата Квазар АРМ

Данная плата выполнена для элементов поверхностного монтажа (SMD), что значительно экономит время и средства для изготовления металлоискателя Квазар АРМ.На плате предусмотрены вырезы для установки разъемов катушки и питания.Габариты платы спроектированы под весьма распространённый корпус Gainta 1910

Список деталей Квазар АРМ

Инструкция по сборке платы Квазар АРМ от автора платы

Плата металлодетектора Quasar ARM rev.05а предназначена для самостоятельной сборки селективного металлодетектора Quasar ARM. Схема отличается от авторской некоторыми доработками:

• Защита от переполюсовки подключения питания доработана с учетом минимального падения напряжения в данном узле.

• Предусмотрено электронное отключение питания прибора с лицевой панели кнопкой. В выключенном состоянии металлоискатель ток не потребляет, тем самым исключается потребление при выключенном приборе.

• Питание дисплея осуществляется от отдельного стабилизатора напряжения, уровень напряжения питания дисплея 3,3 В или 5 Вольт выбирается типом установленного стабилизатора напряжения.

• На плате есть возможность собрать узел регулировки тока в поисковом датчике

• На плате есть возможность собрать узел ФМ передатчика для подключения беспроводных наушников

• Плата рассчитана на установку в заводской серийный корпус Gainta G1910

Сборка платы квазар АРМ своими руками

Плата собирается в несколько этапов:

1) Собрать схему защиты от переполюсовки элемента питания, схему включения питания, запаять стабилизаторы питания. Проверить на работоспособность собранные узлы. Управление питанием: кратковременно нажимаем кнопку включения питания - питание включается. Нажимаем и удерживаем кнопку - питание платы отключается.

2) Собрать всю остальную часть устройства, отмыть плату используя спец.средства или УЗ ванну.
3) Прошить процессор STM32 через USART или SWD интерфейс.
4) Подключить дисплей, включить прибор, отрегулировать контрастность экрана
5) При установке ФМ передатчика звук автоматически переключается на него, необходимо в меню настроек выключить ФМ передатчик для вывода звука на динамик.
6) Подключить прибор к поисковому датчику, настроить, проверить работоспособность.

Некоторые нюансы при сборке платы:

Перемычка JC2 закорачивается когда

• Вы не устанавливаете ФМ передатчик на плату или версия выбранной прошивки ниже 2.2.2, в этом случае, если не установить перемычку JC2, звук на динамик выводится не будет

Перемычка JC1 закорачивается когда:

• Вы не собираете узел регулировки тока в поисковом датчике (обведен желтым маркером), при этом необходимо установить стабилизатор (зеленый маркер) LM1117-5.0 и резистор R10 номиналом 10 Ом, в случае, когда узел собирается Вам необходимо устанавливать LM1117-ADJ и R10 5,1 Ома

Стабилизатор питания дисплея:

• Для обычного LCD дисплея рекомендуется установить стабилизатор LM1117-5.0, для OLED - LM1117-3.3

Крепление дисплея на плате металлоискателя

Элементы ФМ передатчика в ыделены желтым маркером, элементы указанные зеленой стрелкой запаивать в любом случае.

Сборка в корпус и крепление платы:

• Установить плату на заднюю часть корпуса и разметить отверстия, просверлить отверстия для разъ ем питания и подключения катушки

• Вклеить доп. стойки согласно выбранной высоте 3 или 2 мм

• Установить разъемы и динамик

• Установить и закрепить плату металлоискателя

• Вырезать отверстия под дисплей, кнопки согласно сверловке в верхней крышке. Отверстие для разъема наушников размечается по факту

Раздел FAQ создан для удобства получения основной информации о металодетекторах. Здесь можно найти описание, как настроить, видео- инструкции, схемы и т.д. Ответы на часто задаваемые вопросы. Всем, кто интересуется тем, или иным прибором, рекомендуем начать с изучения информации в этом разделе. Наполнять информацию в данный раздел можно обратившись к администратору. Приветствуем участие каждого участника форума. По мере наполнения раздела информацией, каждый из нас сможет наиболее полно изучить интересующий прибор, его возможности и характеристики, получить информационную помощь, как фундамент для последующего успешного освоения и максимально эффективного применения.

• Квазар АРМ

• Квазар АРМ - селективный металлоискатель с ЖК экраном и распределением металлов на 16 групп. Это продолжение проекта металлоискателя «Квазар». В новой схеме использован более мощный микроконтроллер ARM32, и добавлены дополнительные возможности. Данный металлоискатель имеет средний уровень сложности, для воспроизведения своими руками! За его изготовление стоит браться только людям с опытом. Тут присутствует и smd компоненты (которые могут вызвать трудности у новичка), и программируемый микроконтроллер, и катушка для IB металлоискателя с которой тоже возникает немало хлопот, при отсутствии должного опыта. Но если все эти ньюансы вас не смущают то прибор вас приятно порадует!

  Технические характеристики металлоискателя Квазар ARM:

  • Рабочая частота – от 4 до 16 кГц;
   
  • Индикация - звуковая многотональная, и визуальная ЖКИ экран.
   
  • Питание – 12 вольт.
   
  • Глубина обнаружения монеты 5 коп СССР (с катушкой ДД 23 см) – 30 см.
   
   

  Улучшения в новом Квазаре АРМ:

   
  • Убран внешний АЦП, который было трудно приобрести.
   
  • Диапазон частот от 4 до 16 кГц.
   
  • Улучшено качество звука.
   
  • Добавлены три профиля, для сохранения и восстановления настроек (А, В, С).
   
  • Появилась электронная компенсация для устранения разбалансировки катушки.
   
     

Одной из удачнейших разработок питерского специалиста — Андрея Федорова (ник Andy_F) — является IB (индукционно-балансный) металлодетектор Квазар АРМ, более продвинутая версия ставшего популярным «Квазара». Во второй версии применен современный и весьма быстродействующий микроконтроллер семейства STM32, что позволило новому прибору не только сильно улучшить скоростные показатели (первый Квазар подтормаживал, чего уж там..), но и обзавестись свойственными только топовым фирменным моделям «фишки» — такие как автоматический следящий баланс грунта, электронный полуавтоматический компенсатор разбаланса датчика и т. д.

Наряду с весьма впечатляющими поисковыми характеристиками, Квазар АРМ отличает очень высокая повторяемость и независимость характеристик от субъективных параметров компонентов. Это значит, что не придется подбирать конденсаторы, перебирать десятки микросхем, стараясь найти «наименее шумную и безглючную» и т. д.Правильно собранный и прошитый прибор работает сразу и не требует никаких «низкоуровневых» подстроек — все делается из меню средствами программы. Отдельно стоит выделить заложенную в программу систему самодиагностики, которая при помощи моргающего светодиода может сообщить с каким из выводов контроллера проблема, если таковая возникнет. Нельзя не похвалить встроенные средства для настройки и контроля датчиков: все крайне просто, автоматизированно и безглючно. Вообще, безглючность — отличительная черта этого прибора. Простая, но очень грамотная схема вместе с «вылизанной» программой почти не дают шанса на ошибку, поэтому осмелюсь отрекомендовать Квазар АРМ как лучший на сегодняшний день самодельный прибор по совокупности характеристик. При этом используются не дефицитные и не дорогие детали. Отмечу, что с этим прибором я провел интенсивный поисковый сезон, и кроме массы положительных эмоций и находок не получил никакого негатива. Стабильный, цепкий и глубокий аппарат, который становится как бы незаметен — ты лишь слышишь и видишь, что находится под датчиком. При этом еще остаются резервы мощности процессора и автор не перестает совершенствовать прошивку, большей частью следуя просьбам пользователей-копателей. Существует отличный форум , где можно почерпнуть массу полезной информации, в том числе и ветка по Квазару АРМ. Но поскольку она насчитывает сотни страниц, где среди массы некомпетентных мнений сложно найти крупицы знаний, я взял на себя труд несколько систематизировать и обобщить все то, что успел изучить и узнать про этот замечательный прибор. Но сразу хочу заметить, что изготовление этого прибора требует определенных навыков и хотя-бы базовых знаний радиоэлектроники. Из приборов необходим мультиметр, крайне желателен измеритель L и С, не помешает хотя-бы простейший осциллоскоп.

Итак, краткие характеристики:

• Принцип действия: индукционно-балансный, одночастотный
• Рабочая частота: 4…20 кГц, в зависимости от датчика
• Тип датчика: резонансный ТХ (последовательный контур) + резонансная РХ (параллельный контур)
• Режимы работы: динамический и статический
• Дисплей: ЖК или OLED, 2х16 знакомест
• Отображение: сигнограф 16 секторов, то же +цифры ВДИ, большие цифры ВДИ
• Индикация состояния грунта и заряда батареи
• Предупреждение о низком заряде батареи (звуковой сигнал), порог срабатывания настраивается
• Индикация силы отклика в динамическом и статическом режимах
• Индикация состояния подсветки (только в режиме сигнографа)
• Маски на сектора (запрет озвучки) — произвольно
• Отключаемый пороговый тон (Treshhold) с регулировкой громкости
• Озвучка: двух- трех- и многотональная (3 звуковых схемы), с возможностью регулировки градаций громкости от уровня сигнала
• Балансировка грунта: ручная, полуавтоматическая и автоматическая с регулировкой скорости подстройки
• Регулировка чувствительности (порог): 32 градации
• Регулировка громкости звука: 32 градации
• Регулировка интенсивности подсветки (если есть в примененном дисплее): 32 градации
• 3 пользовательских профиля (сохраняются все настройки)
• 4 фильтра под разные условия поиска (экв. параметру Reactivity в XP DEUS)
• Режим пинпоинтера VCO, с регулируемым порогом и чувствительностью
• Электронный компенсатор разбаланса датчика
• Питание: от 6 до 15В, среднее потребление 150..200мА в зависимости от настроек
• Встроенные средства для настройки датчиков
• Самодиагностика при включении

(модернизация схемы)

Металлодетектор Quasar -ARM , один из наиболее популярных цифровых приборов на сегодняшний день.

Этот очень хорош, и в этом можно убедиться набрав соответствующее название в интернет поисковке или на ютубе...

И все же у прибора конечно же есть слабые места, которые мы и будем модернизировать.

Начнем со схемы прибора.

Начнем с модернизации генератора прибора, а вернее схемы раскачки Tx.

Сигнал с микроконтроллера через сопротивление R17 1 кОм поступает на схему согласования уровней выполненную на транзисторах BC846, далее сигнал попадает на схему аналогичную Mosfett «драйверу» (управление открытием и закрытием полевых транзисторов в сборке IRF7105)…

Вроде бы все хорошо, все работает, мы видим довольных пользователей. Но вот беда – не всегда на рынке деталей нам предлагают хорошие и дешевые элементы. Зачастую это ненадежный Китай, а главное – если брать дешевый прибор (дешевле чем у конкурентов), то это значит именно дешевые комплектующие.

Так вот, этот узел лично в моей практике давал уже 3 раза сбои. Приходилось менять транзистор BC846, а также доходило и до замены самой IRF7105.

В этом узле работает более десятка элементов, а значит и возможность поломки хоть одного из 10 элементов чревато отказом работы всего прибора.

Что делать?

Вариантов существует несколько. Один из них – пустить сигнал с R17 через элемент микросхемы 74НС14. Так работают каскады приборов типа Гроза или Анкер и прочие. Работают многие годы и никаких нареканий.

Но насколько это оправдано? А вдруг и это не совсем правильный шаг?!

Ну что ж… полистав информацию на просторах инета, я не без помощи своих хороших знакомых нашел специализированную микросхему - TC4420 (можно аналогичную ей).

Эта микруха в корпусе SOIC-8 уже имеет в себе и драйвер и полевую сборку на нагрузку до 1,5 Ампер!

Итог – 1 микруха вместо 10 деталек. Все гениальное – просто!

Схема измененного каскада.

Можно конечно на этом не останавливаться и безболезненно выбросить еще и С4, VD2, VD3, а также заменить резистор R2 (10 Ом) на приемлемый по току в катушке Тх (в плоть до 1-2 Ом). Тогда ток в катушке станет больше...

Однако эксперименты с R2 показали – чувствительность прибора при изменении тока катушки Тх с 50мА до 80 мА увеличивается всего на 3-5 см, на монету 5 коп СССР. Зато прожорливость прибора растет, а значит и батареи быстрее розрядяться…

Здесь есть над чем подумать. Начнем с того, что чувствительная часть приемного усилителя U1A чувствительна ко всему по обоим входам (ноги 2 и 3). Так что качество сигнала (опорного напряжения) должно быть идеальным.

Но как всегда не все так идеально как хотелось бы. Зачастую сейчас на рынке радиоэлементов микросхема МСР6022 – китайского производства и сомнительного качества. У нее проявляются такие «симптомы» - шумы по выходу U1B, вплоть до насыщения (+3,3 Вольта). Причем прибор работает отменно, если работает не более 30 минут-1,5 часа. И проявляется поломка, при долгой работе.

Все становится на свои места, если прогреть микросхему (например паяльником 8 ногу МСР6022 (+3,3Вольта). Но это только временное спасение, потому как

Решение проблемы – замена китайской микросхемы МСР6022 на AD8606 (американской фирмы Analog Devices), или настоящую МСР6022 фирмы Microchip.

Вторая беда этого узла - SMD конденсаторы 10 мкФ. Которые зачастую настолько плохи, что не держат даже такое напряжение (1,65 Вольта) и современем или сразу вылетают, превращаясь попросту в резистор.

Решение - замена на танталовые полярные конденсаторы SMD исполнения, в нужном типоразмере.

Изменения по «правильному» датчику прибора пока только в процессе… Остальное же уже опробовано и работает.

Ну и напоследок… незначительные изменения в схеме, которыми можно и пренебречь.

С плат можно убрать лишние узлы для программирования, оставив только один (я пользуюсь SWD), а также цепь подстройки контраста на ЖКИ экран – если пользоваться OLED экранами.

Фото - до - и после изменений.

Всем удачи в приборостроении и поиске. Пусть Ваш Кваза-АРМ принесет Вам классные находки и настроение!

Александр Сербин (г.Харьков)

Квазар ARM – это селективный металлоискатель с ЖК экраном и распределением металлов на 16 групп. Это продолжение проекта металлоискателя «Квазар». В новой схеме использован более мощный микроконтроллер ARM32, и добавлены дополнительные возможности.

Технические характеристики металлоискателя Квазар ARM:

· Рабочая частота – от 4 до 16 кГц;

· Индикация — звуковая многотональная, и визуальная ЖКИ экран.

· Питание – 12 вольт.

· Глубина обнаружения монеты 5 коп СССР (с катушкой ДД 23 см) – 30 см.

Данный металлоискатель имеет средний уровень сложности , для воспроизведения своими руками! За его изготовление стоит браться только людям с опытом. Тут присутствует и smd компоненты (которые могут вызвать трудности у новичка), и программируемый микроконтроллер, и катушка для IB металлоискателя с которой тоже возникает немало хлопот, при отсутствии должного опыта. Но если все эти ньюансы вас не смущают то прибор вас приятно порадует. Также большим бонусом при его изготовлении является большое количество обсуждений в интернете, где уже разжеваны масса вопросов!

Улучшения в новом Квазаре АРМ:

· Убран внешний АЦП, который было трудно приобрести.

· Увеличена чувствительность.

· Диапазон частот от 4 до 16 кГц.

· Улучшено качество звука.

· Добавлены три профиля, для сохранения и восстановления настроек (А, В, С).

· Появилась электронная компенсация для устранения разбалансировки катушки.

Схема металлоискателя Квазар ARM

Скачать схему и список деталей для металлоискателя Квазар АРМ —

Печатная плата металлоискателя Квазар АРМ

Архив с печатной платой квазар АРМ —

Плата с экраном металлоискателя Квазар АРМ

Для металлоискателя квазар АРМ можно использовать экраны RC1602A с контроллером HD44780 или KS0066.

После изготовления платы для металлоискателя Квазар АРМ, необходимо прошить микроконтроллер . Для программирования микроконтроллера можно использовать программатор st link v2 (он есть в продаже в интернет магазинах), тем же у кого имеется COM порт (В наше время большая роскошь) на компьютере можно использовать простой программатор вот по такой схеме (Схема взята вот от сюда — http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=144107&st=20):

Прошивка для металлоискателя Quazar ARM 2.1.2 (последняя на момент написания статьи) –

Архив с прошивками для металлоискателя Квазар АРМ и описанием их изменений –

После прошивки металлоискателя необходимо провести его тестовые запуски и приступать к изготовлению поисковой катушки.

Инструкция по эксплуатации металлоискателя Квазар ARM —

Нашел, вот такое видео описание процесса изготовления блока и катушки металлоискателя Квараз АВР:

Часть 1, начинаем с платы

Часть 5, переходим к изготовлению катушки для металлоискателя Квазар

Часть 12, завершение и доводка

Заключение: Квазар ARM, это достойный металлоискатель среднего уровня. При грамотном изготовлении вполне может конкурировать с фирменными аналогами. Основное назначения металлоискателя это поиск монет. Схема не содержит дорогих и дефицитных компонентов, но имеет ряд технологических нюансов, и требовательна к качеству изготовления катушки. Для ее повторения рекомендуется «иметь за плечами» опыт в подобных изделиях, иначе результат вас может разочаровать!

При написании статьи использовались материалы:

· Форум Схем.нет — http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=144107&st=0