Схемы металлоискателей MD4U http://md4u.ru/ |
|
Fisher F-75 SE Black http://md4u.ru/viewtopic.php?f=63&t=10083 |
Страница 1 из 9 |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 14:32 ] |
Заголовок сообщения: | Fisher F-75 SE Black |
Fisher F-75 (Black Edition) Разработанный американской фирмой Fisher Research Laboratory профессиональный грунтовый металлодетектор Fisher F-75 (SE, BE) работает по принципу VLF (Very Low Frequency – англ.) - индукционного баланса с использованием низкой рабочей частоты (13 кГц), что является оптимальным для отстройки от влияния грунта и обнаружения небольших металлических объектов. Схема прибора разработана для условий низкого энергопотребления и это прослеживается в описании электронных компонентов (некоторые из них, включая микроконтроллер фирмы Texas Instruments серии MSP430 разработаны специально для использования в схемах с батарейным питанием). Схема прибора обладает внушительной аналоговой частью и тем интересна для изучения и повторения, в чем и состоит конечная задача данной темы. Металлодетектор имеет множество режимов поиска и настроек, на изучение тонкостей которых могут потребоваться годы, но в целом этим он и интересен. Minelab X-Terra 705 в сравнении с ним кажется игрушкой, но желание выбросить прибор в кусты при первом использовании (после той же X-Terr`ы) заставило задуматься, а стоит ли он своих денег, что может и почему работает именно так. Не смотря на все свои преимущества - легкий вес (за счет размещения батарейного отсека в подлокотнике масса распределена равномерно по длине штанги и после часов копа рука не устает), имеет малое потребление аккумулятора, достойную глубину поиска и чувствительность к самым мелким предметам, F-75 имеет убогую хрюкающую звуковую тональность, которая не идет ни в какое сравнение с полифонией прибора Minelab X-Terra. Причина кроется в схемотехнике прибора, которая не предусматривает (опять же экономия питания) обработки звукового сигнала после микроконтроллера. В X-Terr`е, например, для этого установлен аудиокодек WM8731S (Wolfson). Зачем в F-75 сделана подсветка экрана не имеющая функции регулировки и возможности включения-выключения тоже не понятно (хотя с целью обеспечения той же экономии питания должно быть). Прибор достоин повторения, не имеет дефицитных и дорогостоящих деталей (за исключением АЦП фирмы Analog Devices AD7687BRMZ), вопросы самостоятельного изготовления поисковой катушки в данной теме рассматриваться не будут, так как считаю это не целесообразным (лучше приобрести оригинальную). Схема прибора прорисована по топологии печатной платы (плата 4-х слойная), возможны ошибки, будут вопросы - задавайте, проверю и исправлю. Схема платы питания и усилителя звука так же прорисована по топологии печатной платы, перечень элементов и их размещение, чертеж печатной платы находятся на 5 странице темы. Прошивки микроконтроллера MSP430F169 пока нет, описания работы схемы нет тоже, по этому всех участников форума, обладающих данной информацией прошу делиться. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 14:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Сканы печатной платы, 4-ый и 1-ый слой. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 14:45 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
1-ый слой. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 15:10 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Элементная база: U1 SOIC-8 LP2951ACM U2 SOT-23-5L LP2985AIM5-3.3 LORA U3 SOIC-8 TLE2426CD U4 SO-8 LM393A U5 TSOT-23-6 LT6230IS6 LTAFJ U6 TSOT-23-6 LT6233CS6 LTAFL U7 SO-16 74HCT4053D U8 SOIC-8 TLC2262C (MAX4477) U9 MSOP-10 AD7687BRMZ C3Q U10 QFP-64 MSP430F169 rev.E U11 SOIC-8 TLC2262AIDG4 U12 SO-16 74HCT4053D U13 TSOT-23-6 TS5A3157DBVR JC5R Q1 no Q2 TSOT-23-3L FSB660A 660A< Q3 TSOT-23-3L FSB660A 660A< Q4 SOT323 BCR141 WD IS R1, R5 0603 1R 1% R3, R4 0603 4R99 1% R11 0603 7R5 1% R2, R55, R57 0603 10R 1% R25 0603 43R2 1% R59 переменн. 100R Bourns 3314g R6, R12 0603 499R 1% R14 переменн. 500R Bourns 3314g R7 0603 750R 1% R43 0603 806R 1% R58 0603 1k27 1% R13 0603 1k69 1% R23 0603 2k 1% R27 0603 2k43 1% R19, R54 0603 3k92 1% R17, R22, R24, R28, R30, R33, R36, R41, R42 0603 4k99 1% R15, R32, R39, R40 0603 5k76 1% R16, R26, R29, R56 0603 10k 1% 01C R10, R18, R20, R21, R46, R47, R48, R49, R50, R51, R52, R53, R60, R61, R62 0603 20k 1% R8 0603 27k4 1% R45 0603 33k2 1% R31 0603 40k2 1% R9 0603 49k9 1% R35, R38 0603 68k1 1% R34, R37, R44 0603 100k 1% С46, C47 33pF С55, C56 47pF С24 100pF С53, C54 150pF С23 560pF С19, C30 2n2 С16 polyprop. 3n9 С17 4n7 С2, C20, C25 10n C10, С22, C29, C33, C38 22n C5, C18, C27, C28, С40, C44, C45 100n С26 220nF 63V 5% SMD 2220 Film PET(polyethylene teraphtalate) capacitor С32, C34, C36, C39, C48 470n С14, C15 polyprop. 470nFx100V Epcos C21, C31, C35, C41, C42, C43, С49, C50, C51, C52 1uF С57, C58, C59, C60 polyprop. 1uFx63V Epcos С1, C3, C6, C7, C8, C9, C11, C12, C13 10uF С4 electrolit. 1000uFx6.3V |
Автор: | kt3102 [ Сб: 02 янв 2016 15:26 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Громадный кусок работы проделан, респект . Если МК у Вас на руках может его отослать китайцам, здесь когда то давали ссылку на китайский сайт , те вроде могут достать прошивка с любого камня. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 15:37 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
МК на руках есть, должен быть живой. Прошивка защищена паролем, но есть способ его обойти. Попытаюсь, может быть и получится. Если поделитесь ссылкой на китайский сайт, буду премного благодарен. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 15:39 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Небольшое дополнение - номиналы всех компонентов (резисторы, конденсаторы, индуктивности) измерялись после извлечения с платы. |
Автор: | Atmadja [ Сб: 02 янв 2016 16:05 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Фото платы с элементами. |
Автор: | Atmadja [ Вс: 03 янв 2016 9:42 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Всё что есть по описанию схемы. В схеме прибора Fisher F-75 использован метод подавления почвы и усиления полезного сигнала аналоговыми фильтрами, далее он обрабатывается аналоговым векторным анализатором и преобразуется в АЦП U9. Результат преобразования данных со всеми необходимыми флагами (черный/цветной металл) из АЦП поступает в микроконтроллер U10 MSP430F169, который определяет величину полученного сигнала, выделяет из него вектор и сектор грунта, а так же рассчитывает направление сдвига фазы при обнаружении различных видов целей. Результаты расчета данных поступают на ЖК индикатор в виде значения ВДИ и типа металла обнаруженной цели, а так же преобразуются в звуковой сигнал с выходом на динамик. Как и у многих микропроцессорных МД при идентификации сложной цели (форма, габариты, глубина залегания), а так же влияния минерализации грунта (влажность, тип почвы) показания ВДИ могут оказаться не верными. Поэтому важным условием правильной работы металлодетектора является рекомендованный производителем сброс при включении прибора на заводские настройки и отстройка от влияния грунта – ground balance (G.B.). Необходимость выполнения данной последовательности операций связана с тем, что в памяти микроконтроллера сохраняются пользовательские настройки. В случае высокой минерализации почвы на участке поиска, на это укажет индикация содержания Fe2O3, настройка G.B. окажется безуспешной. Результатом этого станет появление надписи в нижней части ЖК индикатора – Can`to G.B. Входная (приемная) часть схемы МД состоит из усилителя, собранного на малошумящих ОУ LT6230 (U5) и LT6233 (U6) фирмы Linear Technology с коэффициентом усиления 20-200. Данный узел прибора является самым важным и может потребовать настройки и подбора номиналов элементов обвязки U5 и U6 во время сборки. На элементах U4A и U4B (LM393A) собран формирователь синхроимпульсов, его задачей является точное смещение фазы на 90 градусов. Поскольку смещение является аналоговым, все номиналы элементов обвязки U4 оказывают непосредственное влияние друг на друга. По этой причине в схеме прибора используются резисторы с точностью не менее 1%. На выходе U4 получены управляющие сигналы, поступающие на ключи U7A и U7C. В схеме МД используется принцип двойной раскачки контура, он не нов и его достоинства очевидны: получение идеального по форме и довольно эффективного сигнала, параметры работы которого легко управляются схемными решениями. Непосредственно сам контур ТX (С15, L TX) – последовательный, а вспомогательный параллельный контур собранный на элементах С14 и L2, предназначен для раскачки TX. Конденсатор С16 "отбирает" фазу от контура ТX, чтобы сформировать из неё синхроимпульсы. На элементах R59, R14 и С17 реализован фазосдвигающий контур, который компенсирует расхождение фазы между полезным сигналом, прошедшим через усилитель и синхроимпульсом, снятым с ТХ. Данная компенсация является опорной и очень важна при настройке переменных резисторов R14 и R59. Точность их настройки будет определять правильность показаний дискриминатора, который предназначен для удаления из полученного сигнала сектора грунта и сохранения при этом части полезного сигнала. Конденсатор С16 корректирует в некотором диапазоне резонанс в контуре ТХ. Транзистор Q4 предназначен для смещения фазы на величину, задаваемую микроконтроллером U10, данная функция предусмотрена для изменения рабочей частоты МД и задается в настройках прибора. В схеме включения АЦП U9 (AD7687BRMZ) используется повышение разрядности путем подачи на вход псевдошумового сигнала (оверсемплинга) через цепочку С53-С56. Оверсемплинг имеет коэффициент 8, таким образом на входе АЦП получается 16+3 разряда. Коммутаторы умножают входной сигнал на 2 и снижают синфазные помехи. |
Автор: | Blackhock2012 [ Чт: 07 янв 2016 21:08 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Судя по выходному каскаду на схеме, Тх получается что работает в резонансе. |
Автор: | Radioman [ Чт: 07 янв 2016 22:54 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Atmadja писал(а): ... Прошивка защищена паролем, но есть способ его обойти.... Будем ждать. На самом деле очень интересно, особенно смотря на новый платный апгрейд Фишера на официальном сайте, цена 150 и 300 $ за прошивку |
Автор: | Вадим [ Чт: 07 янв 2016 23:00 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Мне кажется, что было бы очень полезно для темы здесь же выложить такую же информацию по Т2 - насколько я в курсе, они разрабатывались параллельно, конкурентно. |
Автор: | Atmadja [ Пт: 08 янв 2016 21:38 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Radioman писал(а): Atmadja писал(а): ... Прошивка защищена паролем, но есть способ его обойти.... Будем ждать. На самом деле очень интересно, особенно смотря на новый платный апгрейд Фишера на официальном сайте, цена 150 и 300 $ за прошивку Да, но Фишер к сожалению не продает отдельно свою прошивку. Обратился за помощью по извлечению прошивки из MSP430F169 в китайскую фирму MikaTech www.mikahk.com или www.break-ic.com, за работу попросили 900USD (для меня сумма не подъемная). Переписка по вопросу снижения стоимости оказываемых ими услуг результатов не дала. Зато гарантируют 100% результат и прошивку еще 3-х таких же микроконтроллеров (их нужно купить и отправить им), что мне совсем не нужно. Придется пробовать собственными силами, буду рад любой помощи (советом обхода защиты прошивки в данном МК, информацию по уязвимости защиты в нете нашел). |
Автор: | Radioman [ Сб: 09 янв 2016 19:03 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Atmadja писал(а): ... за работу попросили 900USD ... Зато гарантируют 100% результат ... Да, новость неоднозначная .... Для себя, просто возится смысла нет .... Но допустим живя в РФ например в Москве можно считать новую прошивку у Фишера, и делать такой-же апгрейд клиентам на месте, быстро и за 2/3 цены. При таком количестве приборов эта затея окупится за несколько дней Да это-же золотое дно |
Автор: | Atmadja [ Ср: 20 янв 2016 18:56 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Так как по схеме прибора стали поступать вопросы, предлагаю рассмотреть их более подробно. Вопрос 1 - схема включения конденсатора С16. Тут всё просто: один вывод конденсатора соединен на плате с подстроечным резистором R59, конденсатором С15 и контактом W (White) разъема J2. Второй вывод конденсатора подключен к экранирующему слою №3 платы, который в свою очередь подключен к GND. Что и отражено на схеме. |
Автор: | Atmadja [ Ср: 20 янв 2016 19:24 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Вопрос 2 - схема включения транзистора Q4. Проверим цоколевку выводов элемента по даташиту. Тут всё стандартно для корпуса SOT-23, 1 вывод - база, 2 - эмиттер, 3 - коллектор. По топологии печатной платы эмиттер транзистора идет к параллельно включенным конденсаторам С43 и С44, которые подключены к выводам 1 и 64 микроконтроллера U10 - это цепь питания +3V3. Коллектор транзистора в соответствии с дорожкой на слое №4 (обратный слою 1) подключен к резистору R13. База транзистора Q4 на том же слое №4 подключена к выводу 18 микроконтроллера U10, что показано на схеме. |
Автор: | vlaser [ Чт: 21 янв 2016 19:11 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
U5 U6 плюс минус питание 2.5 вольта? U4 U8 U11 5 вольт? |
Автор: | Atmadja [ Пт: 22 янв 2016 19:28 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Питание U4, U5, U6, U11 +5V, питание U8 указано на схеме +5V. Внес исправления в схему. Питание буду проверять повторно. |
Автор: | vlaser [ Пт: 22 янв 2016 19:43 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
У одних микросхем берётся питание от средней точки у других от минуса? В итоге на одних 2.5 вольта а у других 5 вольт. |
Автор: | Atmadja [ Пт: 22 янв 2016 20:39 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
vlaser писал(а): У одних микросхем берётся питание от средней точки у других от минуса? В итоге на одних 2.5 вольта а у других 5 вольт. Не совсем понял, а где мы получаем 2,5 Вольта, если относительно GND имеем +5V. Вы на U3 обратите внимание и что у неё на выходе. |
Автор: | vlaser [ Пт: 22 янв 2016 20:52 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
TLE2426 делит напряжение питания в два раза, и на выходе получаем 2.5 вольта! Это и есть "средняя точка". |
Автор: | Atmadja [ Пт: 22 янв 2016 20:58 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
vlaser писал(а): TLE2426 делит напряжение питания в два раза, и на выходе получаем 2.5 вольта! Это и есть "средняя точка". Да? А на каком участке цепи она его делит пополам? Покажите, если не затруднит. С пояснением пожалуйста. Средняя точка в данной схеме, как и в любой схеме с двухполярным питанием GND. На выходе U3 получается - 5V. И в продолжение темы рассмотрим фрагмент оригинальной схемы прибора TM-808 фирмы Whites Electonics для проведения аналогии и понимания значений средней точки (что ей собственно является), двухполярного питания и возможности возникновения 2.5V. Не хочется объяснять на пальцах по ходу рассмотрения вопроса. |
Автор: | vlaser [ Пт: 22 янв 2016 21:07 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
По схеме минус питания обозначен "общим" это 2 пин 2426, плюс питание это в данном случае плюс 5 вольт - 3 пин 2426, на выходе микросхемы 2426 - это (1 пин) будет в данной схеме 2.5 вольт. |
Автор: | Atmadja [ Пт: 22 янв 2016 21:30 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
vlaser писал(а): По схеме минус питания обозначен "общим" это 2 пин 2426, плюс питание это в данном случае плюс 5 вольт - 3 пин 2426, на выходе микросхемы 2426 - это (1 пин) будет в данной схеме 2.5 вольт. Я понял. То есть у Вас есть предположение, что пин 1 микросхемы U3 - это выход питания +2.5V. У меня есть возможность провести измерение этого значения на работающем приборе, чем завтра и займусь. О результатах отпишу в теме. |
Автор: | Dmitri [ Сб: 23 янв 2016 8:17 ] |
Заголовок сообщения: | Re: Fisher F-75 SE Black |
Не теряйте времени: TLE2426 - формирователь виртуальной GND, или, "аналоговой земли". Называть напряжение на её выходе 2.5В - немного некорректно... Да, там +2.5В если измерять относительно -Uип. А если относительно +Uип, то там -2.5В. А вот транзистор Q3 в усилителе - PNP-проводимости, если он BCX53. И, пожалуйста, ещё раз прошу проверить - не соединён ли базовый вывод Q4 с чем-нибудь на внутренних слоях. Не зря же у него переходное отверстие. |
Страница 1 из 9 | Часовой пояс: UTC + 3 часа |
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group http://www.phpbb.com/ |