Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 13 ] 
15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д 
Автор Сообщение
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д.

Электронная схема и конструкция селективного металлодетектора на основе метода (Q+Fm) в процессе производства постоянно совершенствовалась (РМД-СД, РМД, РМД-32.06, РМД-32.07, Альтаир-МФ, Альтаир-2Д). Это связано с тем, что готовых и опубликованных технических решений реализации этого метода в качестве селективного металлодетектора для поисков металлических предметов в грунте не существовало. В процессе разработок появлялись новые идеи, обнаруживались ранее неизвестные особенности Q-метода, учитывались пожелания и рекомендации пользователей. Альтаир-2Д так же не должен был оставаться окончательной реализацией (Q+Fm)-метода…
В данной теме приведены возможные дополнения и усовершенствования, которые можно внедрить конкретно в Альтаире-2Д. Наработанная информация по Q-методу в целом будет приведена в отдельно созданной теме.

1. Дополнительный переключатель типа грунта («Ферро-грунт/солёный грунт»).

Альтаир-2Д позволяет отстраиваться только от ферро-грунта. Отстройка от солёного грунта и некоторых чернозёмов в нём не была предусмотрена. Это связано всё с тем же отсутствием широко известной информации о характере Q-метода. В моей местности, как и на подавляющем большинстве остальных территорий, присутствует только ферро-грунт. Он вызывает в Q-генераторе реакцию, обратную металлическим предметам. То есть, на любой металл амплитуда напряжения Q-генератора уменьшается, а на ферро-грунт, наоборот, увеличивается. Для того, что бы нейтрализовать это увеличение сигнала от грунта, в Альтаире-2Д в Q-канал поступает небольшая добавка сигнала грунта из Fm-канала, которая с помощью регулятора отстройки от грунта уравнивается по величине с сигналом грунта Q-канала. После поступления жалоб пользователей о том, что Альтаир-2Д совсем не отстраивается от солёного грунта, я попросил прислать мне для экспериментов его образец. Оказалось, что солёный грунт вызывает у Q-генератора реакцию обратную ферро-грунту, т.е. аналогично металлам уменьшает амплитуду его напряжения. Простейшая добавка в схему Альтаира-2Д, изменяющая полярность сигнала грунта из Fm-канала, позволила металлодетектору отстраиваться по выбору, как от ферро-грунта, так и от солёного грунта. Принципиальная схема «переключателя типа грунта» представлена на Рис. 16.
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 16. Переключатель типа грунта.
. грунта.JPG
. грунта.JPG [ 60.36 | Просмотров: 12321 ]

На схеме, ОУ в инверсном включении обеспечивает изменение полярности сигнала грунта с выхода Fm-канала, а с помощью переключателя выбирается тип грунта: «ферро-грунт», при прямом сигнале грунта, или «солёный грунт», при инверсном. В качестве ОУ можно использовать любой мало потребляющий ОУ. Если использовать, например, сдвоенный LM358, то второй его ОУ можно использовать и для других дополнений в схему Альтаира-2Д, о которых будет рассказано далее.
Схема «переключателя типа грунта» может быть собрана «в навес» на основной плате Альтаира-2Д или на небольшой отдельной печатной плате (Фото 26).
Вложение:
Комментарий к файлу: Фото 26. Плата переключателя типа грунта.
IMG_0483.JPG
IMG_0483.JPG [ 38.02 | Просмотров: 12321 ]

Она включается в разрыв проводника между выводом 7 усилителя DA2.3 и положительным выводом электролитического конденсатора С16 на схеме основной платы блока обработки сигналов.
Примечание:
- Солёные грунты менее распространены, чем ферро-грунты. Поэтому, прежде чем устанавливать в Альтаир-2Д «переключатель типа грунта» проверьте, какой грунт у Вас. Если на свободном от металлических предметов участке грунта, при нулевом положении регулятора «Грунт», сигнал появляется при отрыве датчика от поверхности грунта, то у Вас ферро-грунт. Установка «переключателя типа грунта» не потребуется. Если сигнал появляется при приближении к поверхности грунта, то это солёный грунт. Установка «переключателя типа грунта» необходима.
- Для экспериментов у меня использовался ограниченный объём солёного грунта. В случае, если на Вашем солёном грунте не хватит регулировки до появления на шкале регулятора «Грунт» «точки баланса грунта», то потребуется немного увеличить усиление ОУ (увеличить номинал R2).
- Не рекомендуется вместо дополнительного переключателя типа грунта и существующего переменного резистора «Грунт» подключать один переменный резистор, который будет реализовать функцию одновременной отстройки от ферро- и солёного грунтов с «нулём» посередине шкалы.


2. Дополнительный регулятор точной отстройки от грунта.

Как уже сообщалось, отстройка от грунта в Альтаире-2Д – это его «тонкое место». Для обеспечения эффективной работы металлодетектора на грунтах с повышенной минерализацией необходимо очень точно устанавливать ручным регулятором отстройки от грунта «точку баланса» на шкале регулятора, при которой пропадают сигналы на грунт. Даже небольшие отклонения регулятора от «точки баланса» будут вызывать ложные сработки на грунт и, соответственно, ухудшать эффективность работы металлодетектора. При повторении Альтаира-2Д рекомендуется установить дополнительный регулятор «точной отстройки от грунта». Для этого можно использовать отдельный переменный резистор номиналом 20…50 Ком. В своём экземпляре Альтаира-2Д я установил добавочный регулятор точной отстройки от грунта вместо разъёма для наушников (которыми ни разу не пользовался). Номинал переменного резистора 22 Ком. Комфортность отстройки от грунта существенно повысилась. Схема его подключения представлена на Рис.17. Дополнительный переменный резистор точной отстройки от грунта включается в разрыв провода, соединяющего верхний вывод существующего регулятора «Грунт» с выводом 11 на плате блока обработки.
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 17. Дополнительный регулятор точной отстройки от грунта.
. рег. грунта в Альтаир.JPG
. рег. грунта в Альтаир.JPG [ 30.03 | Просмотров: 12318 ]


3. Увеличение максимального уровня дискриминации.

При необходимости поиска лома цветных металлов можно увеличить максимальный уровень дискриминации. Для этого необходимо в разрыв цепи между выводом 14 усилителя DA1.1 и верхним по схеме выводом резистора R25 10 Ком установить дополнительный мало потребляющий ОУ (Рис. 18). В этом случае, при установке регулятора уровня дискриминации в максимальное положение шкалы, металлодетектор в режиме «Цветной металл» будет срабатывать только на крупные предметы из цветного металла и отсекать практически все остальные предметы (как из чёрного металла, так и небольшие предметы из цветного металла). Коэффициент усиления ОУ, в пределах 3...30, подбирается с помощью R2 по отсечке предмета из цветного металла эталонного размера, менее которого должны отсекаться все предметы из цветного металла.
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 18. Усилитель максимального уровня дискриминации
 дискриминации.JPG
дискриминации.JPG [ 72.78 | Просмотров: 12313 ]


4. Дополнительный режим военной археологии.

Основная «головная боль» при поисках с металлоискателем на местах бывших боёв – многочисленные небольшие осколки. Обычно применяемый для этого режим дискриминации с отсечением небольших предметов из чёрного металла имеет один существенный недостаток. Вместе с осколками можно легко отсечь и представляющие интерес более крупные предметы из чёрного металла, дающие аналогичную реакцию, при их определённой форме или определённом расположении в грунте. Например, можно пропустить тот же штык, штык-нож и пр.
Для того, что бы отсекать мелкие осколки и не пропускать более крупные предметы из чёрного металла с аналогичной реакцией, в предыдущей модели Альтаир-МФ был введён специальный режим работы «Военная археология». Его суть заключается в контроле размеров отсекаемых предметов из чёрного металла. В основе режима использовался режим «Миксферрум» с фиксированными дальностями сработки на предметы из чёрных металлов в рабочих зонах ВМ и Fe. Причём, дальность сработки в зоне Fe должна равняться половине дальности сработки в зоне ВМ, при близкой к максимальной чувствительности металлодетектора (Рис. 19).
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 19. Режим МФ для военной археологии.
 воен. археологии.JPG
воен. археологии.JPG [ 40.52 | Просмотров: 12300 ]

В этом случае на все предметы из цветного металла и на массивные предметы из чёрного металла появляется сигнализация высокого тона. А на значительную часть предметов из чёрного металла мелкого или среднего (при их определённой форме и положении в грунте) размера, в зависимости от расстояния от датчика до предмета, появляется сигнализация высокого или низкого тона, что и позволяет простым визуальным способом оценить их размер, а заодно и глубину залегания.
Оценка размера предметов из чёрного металла производится по методу «двух замеров» (Рис. 20). Сначала визуально определяется максимальное расстояние R выс., с которого над центром залегания предмета в грунте начинает появляться сработка высокого тона звуковой сигнализации (Рис.20.1). Затем определяется расстояние R низ., с которого начнёт появляться сработка низкого тона звуковой сигнализации (Рис. 20.2). Разность этих расстояний дR (Рис. 20.3) пропорциональна размеру предмета. Так, например, если дR составляет 7-10 см, то обнаружен небольшой предмет (осколок, гвоздь и пр.), если дR составляет 20-25 см, то это может быть более крупный предмет (консервная банка, штык и пр.) и т.д.
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 20. Метод оценки размеров и глубины залегания Fe-целей.
 размеров Fe-целей.jpg
размеров Fe-целей.jpg [ 40.91 | Просмотров: 12300 ]

Разность расстояний дR позволяет оценить не только размеры предметов из чёрного металла, но и соответствует расстоянию до предмета, считая от нижнего положения датчика, что и даёт возможность визуально оценить ориентировочную глубину залегания предметов из чёрного металла в грунте с достаточной точностью (Рис. 20.4).
Для введения режима «Военная археология» необходимо добавить переключатель, который в режиме «Миксферрум» будет подключать добавочный резистор Rдоб. параллельно резистору R33 1МОм в цепи обратной связи усилителя DA2.4 в схеме блока обработки (Рис. 21).
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 21. Добавка для воен. арх. в Альтаир-2Д.
-2Д. 2010. Добавка воен. арх..JPG
-2Д. 2010. Добавка воен. арх..JPG [ 35.52 | Просмотров: 12300 ]

Номинал Rдоб. (ориентировочно 10 Ком) подбирается таким, что бы в режиме «Миксферрум», при максимальной чувствительности металлодетектора, дальности сработок высокого и низкого тона на мелкий предмет из чёрного металла различались в 2 раза.

5. Стрелочный индикатор селекции.

В некоторых случаях, особенно на территориях с небольшим содержанием металлического мусора и с предположительно глубоко залегающими целями в грунте, более комфортно использовать режим «Все металлы», обеспечивающий обнаружение целей практически без потерь чувствительности, и визуальный (например, стрелочный) индикатор вида металла обнаруженной цели. Схема подключения стрелочного индикатора показана на Рис. 22. Вход схемы припаивается к общей точке соединения резисторов R58, R61, вывода 3 усилителя DA3.4 и коллектора транзистора VT7 схемы блока обработки. Подстроечным резистором R3 устанавливается «0» на шкале индикатора. Чувствительность можно подкорректировать подбором R2.
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 22. Стрелочный индикатор селекции.
.JPG
.JPG [ 67.37 | Просмотров: 12290 ]


6. Переход на частоту 17 КГц.

В следующей модели Альтаира предполагалось перейти на более низкую рабочую частоту – 17 КГц. На этой частоте Q-генератор менее чувствителен к очень мелким металлическим предметам, к влажности грунта и деформациям кабеля, чем на высокой частоте 32 КГц. Микросхема генератора КР140УД1208 так же работает более стабильно. Для перехода на частоту 17 КГц в схеме Альтаира-2Д необходимо будет произвести следующие небольшие изменения (Рис. 23).
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 23. Изменения в схеме на 17 КГц
17 КГц.JPG
17 КГц.JPG [ 112.87 | Просмотров: 12154 ]

В схеме добавляется второй транзистор (p-n-p) в преобразователь частоты для «удвоения» рабочей частоты f ген.=17 КГц (что бы не использовать дополнительный делитель частоты кварцевого генератора). Возможно, вместо существующего пассивного ФНЧ (R4, C2) необходимо будет установить дополнительный активный ФНЧ-2 КГц на DAдоп. для повышения уровня сигнала промежуточной частоты. При этом, подбором R8 необходимо будет добиться, что бы амплитуда напряжения на выходе полосового фильтра DA2.3 (Контрольная точка 2) составляла около 6 вольт при настройке его в резонанс с промежуточной частотой. После этого подстройкой R9 промежуточная частота устанавливается на правом склоне АЧХ полосового фильтра до получения выходного напряжения в 4 вольта.
Соответственно, при переходе на частоту 17 КГц придётся изменить параметры LC-контура Q-генератора датчика. Частота генератора должна располагаться в пределах диапазона 16,7…16,9 КГц. То есть, её удвоенное значение (33,4…33,8 КГц) должно располагаться выше частоты опорного кварцевого генератора (32,768 КГц). Параметры LC-контура могут быть такими: катушка 78 витков (диаметр намотки и провод аналогичны катушке на 32 КГц), конденсатор 0,033 мкф NPO. При этом несколько ухудшится температурная стабильность Q-генератора. В проверочном образце, для обеспечения достаточной термостабильности в диапазоне температур -20…+40 гр.С, схема Q-генератора была дополнена термосопротивлением R7 (СТ1-2, 110 Ом, 5%) и резистором R6. А так же изменились номиналы R1, R3 и C1 (Рис. 24).
Вложение:
Комментарий к файлу: Рис. 24. Генератор 17 КГц.
-2Д. 17 КГц.JPG
-2Д. 17 КГц.JPG [ 101.44 | Просмотров: 12154 ]



Продолжение следует...


21.11.2013 21:28
Профиль WWW

Зарегистрирован:
22.02.2008 14:46

Сообщений: 99

Прибор: Альтаир-МФ
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Сергей писал(а):
...... 5. Стрелочный индикатор селекции. .....
Сергей, а к моему Альтаиру-МФ можно подсоединить эту схемку со стрелочным индикатором? И если можно, то куда? И ещё вопрос. А вместо стрелочника нельзя ли использовать светодиоды? Тогда бы совсем просто было - просверлить пару отверстий на лицевой панели.


25.11.2013 11:12
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
viner писал(а):
.... а к моему Альтаиру-МФ можно подсоединить эту схемку со стрелочным индикатором? И если можно, то куда? И ещё вопрос. А вместо стрелочника нельзя ли использовать светодиоды? Тогда бы совсем просто было - просверлить пару отверстий на лицевой панели.

Можно. Вход схемы стрелочного индикатора подключается к выводу 3 микросхемы LM324. Если смотреть на плату сверху (разъём слева, а лицевая панель справа), то это будет нижняя правая микросхема. Единственно, в Альтаире-МФ напряжение на 3 выводе раз в 5 больше, чем в Альтаире-2Д. Поэтому коэфициент усилителя стрелочного индикатора делайте небольшим.
Со светодиодами шла самая первая модель РМД (СД). Но, на солнце их было плохо видно, поэтому пришлось от них отказаться.
PS: По модернизации Альтаира-МФ создана отделная тема.


25.11.2013 19:44
Профиль WWW

Зарегистрирован:
15.02.2013 9:03

Сообщений: 6
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Здравствуйте Сергей. в Альтаира-2Д можно добавить тумблером "глубина" для оценки глубины залегания и размеров предмета как в РМД-3206? Если да то как это сделать. А статику можно реализовать в приборе для определения точного места залегания предмета?


28.01.2014 10:03
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Это делается просто. Параллельно регулятору чувствительности (выводы 19 и 20 на схеме) припаиваются последовательно соединённые упругий выключатель и добавочный резистор. Номинал резистора около 50 Ком. Подбирается он следующим образом: в режиме ВМ выставляется максимальная чувствительность на монету в 25 см. При замыкании упругого выключателя чувствительность уменьшится. Подбором добавочного резистора необходимо добиться, что бы чувствительность уменьшалась ровно в два раза, т.е. до 12,5 см. По разнице расстояний сработки над предметом при не нажатом и нажатом выключателе и оценивается размер обнаруженного предмета (около 12 см - монета, около 20 см - штык-нож, около полуметра - люк колодца и т.д.). Эта же разница расстояний соответствует и расстоянию от предмета до датчика при нажатом выключателе. В РМД-3206 этот выключатель устанавливался перед рукояткой, наподобие пистолетного курка.
Статику сделать можно. Но, во-первых, это будет ещё один дополнительный канал усиления. А, во-вторых, в режиме ВМ датчик Альтаира-2Д можно перемещать довольно медленно, от 10...20 см/сек, а сигнал появляется точно над предметом. Поэтому в режиме ВМ место расположения предмета в грунте локализуется довольно точно и без применения дополнительного режима статики.
В своё время я "баловался" с такой схемкой. К выходу амплитудного детектора присоединял через повторитель на ОУ управляемый генератор на 1561ГГ1 на частоту около 20 КГц. А сигнал с выхода этого генератора подавал на микроконтроллер Тракера-ФМ (мастеркитовский конструктор). Такая схемка обеспечивала ту же чувствительность в 25 см на монету и два режима работы - динамику и статику.


28.01.2014 21:31
Профиль WWW

Зарегистрирован:
15.02.2013 9:03

Сообщений: 6
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Можно в датчике использовать к140уд12 в металлическом корпусе?


29.01.2014 8:10
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Gafner2289 писал(а):
Можно в датчике использовать к140уд12 в металлическом корпусе?

Можно. Но, всё-же лучше в пластмассовом корпусе. Чем меньше металла внутри катушки датчика, тем лучше. Во-первых, лишний металл ухудшает добротность LC-контура генератора и, соответственно, снижает чувствительность. Во-вторых, металлический корпус будет неподвижен относительно корпуса датчика, а катушка соединена с корпусом через демпфер - возможны сработки на удары или деформации корпуса.


30.01.2014 19:15
Профиль WWW

Зарегистрирован:
15.02.2013 9:03

Сообщений: 6
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Здравствуйте Сергей вы говорите, что датчик чувствителен к шевелению провода, а несвязанно это с паразитной емкостью и индуктивностью провода. У вас генератор получается с вязан с проводом для исключения этой связи я предлагаю вести в схему повторитель как например в АНКЕРЕ-50.
Вложение:
-2Д. 17 КГц.JPG
-2Д. 17 КГц.JPG [ 76.3 | Просмотров: 11124 ]

По катушке можно её залить лаком, а сверху покрыть графитом, она получится жесткой и менее чувствительна к ударам.
Можно Альтаир-2Д добавить магнитометр? Если да то какой? Эта ваша схема магнитометра?
Вложение:
rmf.png
rmf.png [ 33.89 | Просмотров: 11124 ]


2.02.2014 15:04
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
1. Я повторитель не пробовал, но хуже от него точно не будет. На шевеление кабеля срабатывает, только когда его специально руками нагибаешь возле датчика.
2. Конструкцию катушки можно делать любую, главное что бы попасть в нужный частотный диапазон и было меньше металла.
3. Приведённая Вами моя первая схема динамического магнитометра для Альтаира не подойдёт, т.к. требует установки дополнительных катушек в датчике. Гораздо проще и намного эффективнее использовать магнитометр на магнито-чувствительных микросхемах, описанный в параллельной теме "РМ-Ферро". Естесственно, при установке платы магнитометрического датчика внутри датчика Альтаира-2Д немного нарушится режим и уйдёт частота его генератора. Поэтому настройку генератора Альтаира-2Д надо будет производить после установки в его датчике платы магниометра. Кроме того потребуется разделить цепи питания Альтаира и магнитометра.


2.02.2014 20:19
Профиль WWW

Зарегистрирован:
15.02.2013 9:03

Сообщений: 6
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Сергей. Можно место дополнительного регулятора точной отстройки от грунта.
Заменить на много оборотистый (10 оборотов) переменный резистор 3590S-2 50ком ?


17.02.2014 20:37
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Gafner2289 писал(а):
Сергей. Можно место дополнительного регулятора точной отстройки от грунта.
Заменить на много оборотистый (10 оборотов) переменный резистор 3590S-2 50ком ?
Я не пробовал, но наверное можно. Главное, что бы была плавная настройка на точку баланса грунта.


17.02.2014 21:56
Профиль WWW

Зарегистрирован:
15.02.2013 9:03

Сообщений: 6
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Здравствуйте. А в Альтаире-2Д Стрелочный индикатор куда подключить к Q каналу?


11.06.2015 19:45
Профиль
Конструктор
Аватар пользователя

Зарегистрирован:
25.02.2004 20:37

Сообщений: 780

Откуда:
Петрозаводск
Сообщение Re: 15. Дополнения и усовершенствования Альтаира-2Д
Gafner2289 писал(а):
Здравствуйте. А в Альтаире-2Д Стрелочный индикатор куда подключить к Q каналу?

К выходу DA1.1, а если не хватит усиления, то к выходу DA1.2.


14.06.2015 1:37
Профиль WWW
Показать сообщения за:  Сортировать по:  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 13 ] 


Кто сейчас на форуме

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 1


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Перейти:  
cron
Яндекс цитирования Rambler's Top100 Locations of visitors to this page