Схемы металлоискателей MD4U
http://md4u.ru/

Quasar AVR
http://md4u.ru/viewtopic.php?f=95&t=6372
Страница 1 из 33

Автор:  Andy_F [ Чт: 03 май 2012 0:58 ]
Заголовок сообщения:  Quasar AVR

Итак, давно обещанный IB металлоискатель с прямой обработкой - http://fandy.ucoz.org .

Наверняка в программе имеются ошибки, допилим, если что...

Изображение

Автор:  Petrucho [ Чт: 03 май 2012 1:31 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Красиво, элегантно, просто. Молодец!

1) ADC-/ADC+ измеряет среднедейсвующий ток ТХ, на мой взгляд можно было попробовать использовать мгновенные значения тока для борьбы с влиянием грунта (автопорог, компенсация изменения добротности и.т.д.)
2) U2 сам по себе по идее должен являться источником шума, его бы зашунтировать конденсатором, а еще лучше вдобавок поставить еще один ФНЧ (RC-цепочку). Резистор R2 можно увеличить.
3) Не понятно зачем нужны диоды D3, D4 ?
Вместо них поставить бы конденсаторы по 100 нФ, при этом R14,R13 можно будет увеличить до 10кОм.

Автор:  Andy_F [ Чт: 03 май 2012 10:30 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Petrucho писал(а):
1) ADC-/ADC+ измеряет среднедейсвующий ток ТХ, на мой взгляд можно было попробовать использовать мгновенные значения тока для борьбы с влиянием грунта (автопорог, компенсация изменения добротности и.т.д.)

Это, как минимум, требует натурных экспериментов. И на AVR врядли получится, половина всего времени уходит на оцифровку входного сигнала. Для сложных алгоритмов надо уходить на что-то помощнее.

Petrucho писал(а):
2) U2 сам по себе по идее должен являться источником шума, его бы зашунтировать конденсатором, а еще лучше вдобавок поставить еще один ФНЧ (RC-цепочку).

Это интересный вопрос. Дело в том, что TL431 не является классическим стабилитроном, а представляет из себя управляемый стабилизатор, с усилителем, и т.п. В даташите на него есть график с зонами устойчивости в зависимости от ёмкости нагрузки. Поэтому "от фонаря" шунтирующую ёмкость к нему подключать нельзя. На практике же я, конечно,поэкспериментировал, попробовал шунтирование конденсаторами, и по результатам - отказался, не любит он емкостную нагрузку :) . Выходное сопротивление у TL431 и так очень маленькое, а небольшой шум не повредит, т.к. используется оверсамплинг.

Petrucho писал(а):
Резистор R2 можно увеличить.

R2 шунтирует обмотку RX датчика, в соответствии с рекомендациями нашего уважаемого Циклона. Кстати, датчик был использован именно его производства.

Petrucho писал(а):
3) Не понятно зачем нужны диоды D3, D4 ?

Вместе с R13, R14 и ёмкостями затворов полевиков они образуют формирователь Dead Time, между прочим, довольно эффективный. Цель - уменьшить (исключить) сквозной ток в моменты переключения, и, соответственно, импульсные помехи.

Hund писал(а):
Интересно. А можете пояснить зачем там АЦП и разьем Х3? и еще если нетрудно рекомендации по параметрам катушек.

АЦП для оцифровки входного сигнала :) . Если имеется в виду U6, то это формирователь уровней RS232, для отладки. И X3 - для того же. Выделенное на схеме оранжевым цветом в "боевом" варианте не нужно, просто сейчас нет времени перерисовывать схему.

Hund писал(а):
...и еще если нетрудно рекомендации по параметрам катушек.

Датчик был использован DD, с внешним диаметром 230 мм, TX - 40...45 витков провода 0,5 мм, RX - 200 витков провода 0,2 мм. Контур TX - последовательный, конденсатор порядка 0,3 uF, может устанавливаться на плате (на схеме - C6). Контур RX - параллельный, конденсатор порядка 0,033 uF, расположен в датчике. TX был настроен на всеми любимую частоту 8,192 kHz, контур RX настраивается на 1,5...2 kHz ниже. Всё это, конечно, не догма... Прибор работоспособен где-то в диапазоне 4,5...9 kHz (ниже нет смысла, а выше не хватает быстродействия).

Надеюсь, заинтересованные товарищи проведут полевые испытания, сам я, похоже, не скоро выберусь с ним в поле.

Автор:  Ciklon [ Чт: 03 май 2012 11:58 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Petrucho писал(а):
2) U2 сам по себе по идее должен являться источником шума, его бы зашунтировать конденсатором, а еще лучше


TL431- это "идеальный" стабилитрон. Его внутреннее сопротивление практически 0 Шунтировать его кондером нет смысла. Если бы чтото и фильтровать то снимать напряжение через RC фильтр дополнительный. Шунтировать его нет смысла.

Автор:  DesAlex [ Чт: 03 май 2012 18:11 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Andy_F писал(а):
На практике же я, конечно,поэкспериментировал, попробовал шунтирование конденсаторами, и по результатам - отказался, не любит он емкостную нагрузку.

Присоединяюсь - я также экспериментировал с TL431 в этом плане и также пришёл к выводу, что никаких ёмкостей на готовом образцовом напряжении быть не должно.
Схема нравится - простая и понятная, по комплектующим проблем не вижу... придётся разводить под DIP :|

Автор:  Andy_F [ Чт: 03 май 2012 18:12 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Hund писал(а):
...Еще вопрос по катушке, если нетрудно - нарисованные контакты gnd1-3 видимо подразумевают что катушка экранирована ?

Да, естественно. Третья земля предполагалась для экрана кабеля, но у применённого датчика отдельной оплётки не было.

Hund писал(а):
Каковы примерно параметры сведения катухи - сколько мВ на Rx считается приемлемым значением?

Остаточный разбаланс у применённого датчика был 5 mV (размах). Входной усилитель имеет Ку = 100. То есть, на вскидку, допустимо 5...10 mV.

Hund писал(а):
...и еще сопротивление R3 роняет добротность контура и соответственно размах импульса в ем. Оно подбирается ? по каким критериям?

R3 выбирается по желаемому току в катушке TX. При R3 = 10 Ом выходной каскад у меня потреблял ~90 mA.

Автор:  Hund [ Чт: 03 май 2012 18:47 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

R3 выбирается по желаемому току в катушке TX. При R3 = 10 Ом выходной каскад у меня потреблял ~90 mA.


это и есть некое ноу-хау , если в IB скажем у циклона в вераторе2 рекомендуется до 250мА, то в данном случае видимо надо ждать натурных испытаний, когда грунт еще не очень отзванивает но и цель уже максимально неплохо видно .

Автор:  Ciklon [ Чт: 03 май 2012 19:10 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Вы не путайте потребление ТХ и реальный ток контура. При потреблении 90ма ток в ТХ будет все 180-200ма. Это же последовательный контур!

Автор:  Andy_F [ Чт: 03 май 2012 21:01 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

DesAlex писал(а):
... придётся разводить под DIP

Тут может быть один подводный камень. Насколько помню, работа внутреннего АЦП в дифференциальном режиме для DIP-корпусов ATmega не гарантирована. Думаю, что не гарантирваны параметры, а работать то он работает. Дифференциальный режим в схеме использован для измерения тока выходного каскада. Применяется для поиска резонансной частоты контура TX, вручную или автоматически (или смотрим на ток, и меняем частоту, или прибор сам смотрит на ток, и меняет частоту :) ). Высокая точность при этом не нужна.

P.S. Первый глюк нашёл - при автоматическом поиске резонанса вылетает.

Автор:  DesAlex [ Чт: 03 май 2012 21:03 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Думаю, подобные вопросы рано или поздно будут заданы, пусть это буду я :D :
1. Напряжение источника питания? 12 вольт (на фотке макета число 11.4)? Нижний порог? Судя по схеме, от полного напряжения источника питания питается только SOUND, основным питанием есть +5 вольт.
2. Если общее напряжение питания 10...12в, чем вызвана необходимость питать цепи именно от указанных LowDrop-стабилизаторов? Максимально потребляемый ток от LM2941S?
3. Так как до конца не указана маркировка LP2950, VDD - это 5 или 3,3 вольт?
4. Конфигурационные биты для МК - как для "Шанса" (судя по частоте кварца)?
5. Ток сток-исток через комплементарную пару полевиков в передатчике (для выбора замены сборки раздельными DIP-транзисторами)?
6. Возможные замены ОУ?
7. Т.к. применяется два стабилизатора, то оправдано ли совмещённое питание аналоговой и цифровой части МК от одного и того же источника?

Автор:  Andy_F [ Чт: 03 май 2012 22:26 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

DesAlex писал(а):
Напряжение источника питания? 12 вольт? Нижний порог? Судя по схеме, от полного напряжения источника питания питается только SOUND, основным питанием есть +5 вольт.

Задумывалась возможность питания от лития, т.е., где-то от 6,5 - 7 вольт. Именно поэтому стоят LDO. Нижний порог ограничен только падением напряжения на стабилизаторах при получении 5 вольт. Питать эту схему от 12 - глупо, больше половины мощности уйдёт в тепло.

DesAlex писал(а):
Максимально потребляемый ток от LM2941S?

Вся цифровая часть + силовой каскад. Очень многие LDO имеют максимальный ток стабилизации 100 мА, а здесь миллиампер на 150-200 надо закладываться (с запасом), а то и больше. Мало ли у кого какие фантазии... Применять именно LM2941 особого смысла нет, просто у меня под рукой ничего другого с большим током и малым падением не было. Лучше взять стабилизатор на фиксированные 5 вольт.

DesAlex писал(а):
Так как до конца не указана маркировка LP2950, VDD - это 5 или 3,3 вольт?

VDD - это 5 вольт (т.е., +5V - "цифровое" питание, VDD - аналоговое). А LP2950 вроде как только на 5 вольт и бывают.

DesAlex писал(а):
Конфигурационные биты для МК - как для "Шанса" (судя по частоте кварца)?

Сейчас не готов ответить, давно дело было... По идее - да, должны совпадать.

DesAlex писал(а):
Ток сток-исток через комплементарную пару полевиков в передатчике (для выбора замены сборки раздельными DIP-транзисторами)?

Это зависит от параметров контура и номинала R3... Вот у меня обычный датчик от Вератора/Грозы (как я понимаю), ток 90 мА. Вероятно, легко может быть и 150, 200... Кстати, советую обратить внимание на мощность резисторов - R3 желательно ставить 1-2 Вт, R9 - не меньше 0,25 Вт.

DesAlex писал(а):
Возможные замены ОУ?

Именно MCP633 взят по трём причинам - он R-t-R, имеет широкую полосу, и относительно дёшев. Можно попробовать поставить MCP601, если не понравится - подобрать что-то именитое от Analog Device.

DesAlex писал(а):
Т.к. применяется два стабилизатора, то оправдано ли совмещённое питание аналоговой и цифровой части МК от одного и того же источника?

Под аналоговой частью имеется в виду внутренний АЦП ? Дело в том, что АЦП способен измерять напряжения только в диапазоне собственного напряжения питания. А датчик тока (R9) у нас как раз в это питание включён. Если запитаться от разных стабилизаторов, одно напряжение будет немного больше, другое - немного меньше, и может случиться так, что измеряемое напряжение окажется вне диапазона питания АЦП. В совместном питании ничего страшного нет - особой точности тут не требуется.

Автор:  DesAlex [ Пт: 04 май 2012 8:04 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Спасибо за ответы. Всё примерно так, как и предполагал, за исключением того, что стабилизаторы LP2950 приходилось на практике видеть и применять на напряжение 3,3 вольта - например: LP2950ACN-3.3 LP2950L-3.3 LP2950CZ-3.3 Ну, и общее напряжение питания - мысль о 12-ти вольтах пришла, когда увидел на фотке макета на дисплее число 11.4 :D
Возможно, действительно, этой теме не место в "Других схемах"? Например, почему бы не сделать раздел типа "Новые любительские IB-приборы" и не перенести туда... <>

Автор:  Andy_F [ Сб: 05 май 2012 10:24 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Hund писал(а):
хочется еще спросить о полученной по результатам чувствительности и краткое описание заложенных возможностей в целом.

Возможности я постепенно опишу... на страничке.

Что касается чувствительности... Прибор в числе прочего имеет такую регулировку - Gain (Усиление). Это грубая регулировка усиления, переключение на 1 ступень меняет усиление в 2 раза. Значения от 1 до 4. На 5 коп СССР по воздуху, ориентировочно:

1 - 22 см, прибор практически не воспринимает окружающие помехи
2 - 24 см
3 - 27 см
4 - ~30 см, прибор весьма чувствителен к помехам, в квартире это мешает

Оперативно чувствительность регулируется параметром Barrier (Порог), как в Клонах.

А вообще, желающие могут сами поэкспериментировать с разными датчиками, менять усиление входного усилителя, ток TX, и получать тем самым очень разные результаты 8)

Автор:  Andy_F [ Сб: 05 май 2012 15:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

FOG208 писал(а):
для такого размера датчика очень неплохой результат, тем более как я понимаю датчик серийный от циклона и особо не настраивался

Результат - средненький, это ведь по воздуху. А датчик настраивался Циклоном, я считаю, достаточно тщательно.

FOG208 писал(а):
Andy_F ,есть шкурный вопрос, весна и свободного времени 0, а попытаться сделать прибор хочется, если можно файл печатки, что бы было хоть за что зацепиться,переделать изменить под свои комплектующие,пока приедут коплектующие подготовил бы плату

У меня, к сожалению, тоже времени - 0 (прибор доделал только потому, что он отвлекал от работы). Плату выложу, но она не оптимальна, ставилась задача удобства экспериментирования, а не, например, миниатюризации. По фотографиям на страничке это видно...

Автор:  Dnepr_1186 [ Пн: 07 май 2012 11:25 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Cкажите пожалуйста, а как селективность у этого прибора? Хотелось бы узнать как хотя бы ориентировочно расположены металлы по шкале вди? И из практического опыта рассказать насколько стабильно эта шкала работает.
И возможно ли выложить печатку на данный прибор.

Автор:  DesAlex [ Пн: 07 май 2012 19:48 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

На страничку автора - там уже всё это есть, мне только скриншот фузов не понравился - от ПониПрога было бы более востребовано, т.к. новички обычно им шьют, а кто помаститее - тот и под свой программатор поймёт, как ставить...

Автор:  Andy_F [ Пн: 07 май 2012 19:55 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

DesAlex писал(а):
..., мне только скриншот фузов не понравился - от ПониПрога было бы более востребовано

Мне Ponyprog сейчас не подключить. Сам пользуюсь связкой avrdude + SinaProg, но в последнем фузы вообще не расписываются. Так что, чем богаты.

Автор:  Andy_F [ Вт: 08 май 2012 10:30 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Hund писал(а):
Почитал описание, немного не понял в связи с разночтениями трактовок ВДИ видимо - как прибор относится к черному железу ? шкала то от 0 в +?

От 0 до 90 - ферриты и железо, выше 90 начинаются цветные металлы. Именно поэтому первым 90 градусам уделено мало внимания - всего 3 сектора. Это всё условности. Если мешает, представьте, что "90" это "0", "0" - "-90", а "180" - "+90". "...Про не сон - сказать, что это был сон, а про сон - пронисон..." (с)

Kasper писал(а):
...возможно ли сделать в дальнейшем будущем руссифицированную прошивку ?

Я уже объяснял, что не у всех знакосинтезирующих ЖКИ есть кириллические символы. С таким ЖКИ при "русификации" на экране будет белиберда. Поэтому я такую прошивку делать не буду.

Автор:  Andy_F [ Вт: 08 май 2012 13:51 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

verybed писал(а):
С чем связано ограничение 9кгц, технически?

С быстродействием. Каждое (64 * 4) измерение данные должны быть переданы из прерывания в основную программу. При уходе несколько выше 9 кГц в эти моменты прерывания начинают "наползать" друг на друга.

verybed писал(а):
Есть катушка 10Кгц, хочу помучать не переделывая.

Или попробовать на 9 кГц (ничего страшного, ИМХО, не произойдёт), или поставить кварц выше, и выставить пропорционально частоту TX. Только кварц выше - без фанатизма, там недалеко максимальная частота тактирования MCP3201.

Hund писал(а):
Взялся тут плату поразводить - не пойму куда 10 нога Атмеги подключена (шина ТХ)?

Виноват, это осталось от отладочной части (передача данных на компьютер). Здесь 10 вывод никуда не подключён.

Автор:  Andy_F [ Ср: 09 май 2012 12:01 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Hund писал(а):
Хочется еще услышать планы автора - не бросит ли проект,...

Вполне возможно. Я от своих проектов никакой материальной выгоды не имею, мой интерес в том, чтобы чему-нибудь научиться новому. А правильно ли научился - проверяют пользователи (бетта-тестеры, в своём роде).

Hund писал(а):
...не закроет ли для свободного применения ?

Это как ? Отберёт уже скачанные прошивки и схему ? :) Если жизненные обстоятельства заставят заняться коммерцией в этой области, то с AVR связываться не буду, это экономически не выгодно. Простенький STM32 VL стоит 50 рублей, имеет встроенный АЦП 12 разрядов, ЦАП, колоссальное быстродействие. А ATmega32A стоит больше 100 рублей, плюс АЦП - 70, и т.д.

Hund писал(а):
Дело в том что могу заказать платы на производстве (два слоя, маска , металлизированные отверстия срок около месяца) но смысл их заказывать есть примерно от десятка -полутора .Цена платы тогда будет примерно 300-350 р, может чуть меньше . Могу по изготовлению тогда выслать за эти деньги желающим.

Какой смысл заказывать платы, если даже в поле прибор ещё не был ? Может, он в реальных условиях вообще не работоспособный.

Автор:  Andy_F [ Ср: 09 май 2012 20:40 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Dnepr_1186 писал(а):
Вопрос к автору:могли бы вы выложить вариант своей печатной платы, если это конечно не секрет

Да, похоже надо выложить, иначе дело с мёртвой точки не сдвинется.

Напоминаю, что микросхемы U6, разъёма X3 и их обвязки в боевом варианте нет. При расхождении номиналов на схеме и в сборке - верить схеме, она корректировалась по результатам, а сборку корректировать тяжелей, да и ни к чему.

Автор:  verybed [ Чт: 10 май 2012 12:27 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Светодиод в схеме видимо для отладочных целей,
или вывести чтоб видно было?

Автор:  Andy_F [ Чт: 10 май 2012 12:31 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Для отладочных. В выложенной прошивке - мигает при наличии замыканий в схеме. Написано же всё...

Автор:  nickolay78 [ Чт: 10 май 2012 19:51 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Авторская печатка в lay . Высота уменьшена до 103 mm и другие кнопки .
Архив перезалил , были некоторые не точности :oops:

Автор:  Dnepr_1186 [ Чт: 10 май 2012 22:25 ]
Заголовок сообщения:  Re: Квазар (Quasar)

Скажите пожалуйста, обязательно ли применять именно low drop стабилизаторы? Можно ли на крайняк поставить обычные кренки? Запитывать собираюсь от 12в. Я так понял преимущество lowdrop низкое падение напряжения, из-за чего прибор можно запитывать от акб напряжением 5.5-6в Или их применение6 обусловлено чем-то еще?

Страница 1 из 33 Часовой пояс: UTC + 3 часа
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/