Изработка на металотърсач "ГРОЗА-3" (THUNDER - III) (1 част)

ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОИСКАТЕЛЯ "ГРОЗА-3" (THUNDER - III)
С тех пор, как я собрал последний Магнум 2004 (счастливым обладателем которого стал Валера), не прошло и года, как непреодолимо и внезапно захотелось заваять что-нибудь свежее (из металлоискателей). И решил я сделать для себя так называемый Thunder-3 ("Гроза-3").

Судя по отзывам на форуме и информации, полученной на сайте разработчика (www.ciklon.com.ua), аппарат должен был получиться интересным и функциональным.

Я не помню, были ли тогда уже в продаже фирменные авторские платы для данного аппарата, но я решил развести плату под себя самостоятельно. Времени было предостаточно (зима), да и практика в трассировке не помешает.

А начинаю я всегда с выбора корпуса для девайса. Вначале мой выбор пал на алюминиевый корпус G0472 известной китайской фирмы GAINTA. Вот сайт этой компании, если кого заинтересует: www.gainta.com, а вот и ассортимент алюминиевых боксов:

В оригинальную схему Грозы-3 Ciklona я внес только несколько дополнений: регулировку громкости звуковой индикации и выключение звукового сигнала на ферромагнитные объекты (режекция железа). Разводил печатку в P-CAD 2002. Путем лазерно-утюжного способа получилась двусторонняя плата размером 71 * 112 мм.

Скачать оригинальную схему: thunder3.gif (210 kb)
Скачать в формате P-CAD: thunder3.sch (97 kb)

В дальнейшем конфигурация платы и размеры были сохранены. Топология под утюг старого варианта не сохранилась, да и незачем. Далее, плата с органами управления, индикации и разъемами была помещена в указанный алюминиевый корпус:

С этим электронным блочком я настроил третий по счету датчик и впервые услышал, как живет и работает металлодетектор "Гроза-3". Первые два датчика уехали, походу, на "Северную свалку" (минские знают), так как явились жертвами отсутствия опыта настройки 3-х катушечного датчика, да и с использованием пластиковых стяжек получалось все какое-то сопливое и нестабильное. Но об этом во второй статье.

Этому алюминиевому блоку не суждено было стать на штангу по следующим причинам (субъективным, это лишь мое мнение): большой вес, трудности с креплением к рукоятке (или s-образной штанге), а также неприглядный вид - неперспективно.

Однако, для тех, кого это реально заинтересует (отличная экранировка, надежность) или понравится, я привожу для скачивания шаблон для сверления отверстий в формате CorelDraw. По этому шаблону также можно на фрезерном станке сделать выборку углубления в лицевой панели (крышке) под фальшпанель. Весь архив можно скачать, нажав сюда.

После долгих бесполезных попыток найти подходящий пластиковый корпус - неглубокий, но высокий, типа как у старой линейки гарретовских зеленых Эйсов, пришлось склеить корпус вручную из черного 3 мм полистирола. Получился как надо, но охоту клеить коробочки в дальнейшем у меня как рукой сняло.

Проблемы проявились тогда, когда пришло время запихивать вовнутрь плату и подключать шлейфы. Это оказалось непросто. Более того, оказалось, что нет доступа к подстроечным резисторам. Поэтому с таким корпусом больше я решил не связываться. Но все же я собрал первый прибор и провел военно-полевые испытания. Он оправдал мои надежды, но об этом в отдельной статье.

Переход к пластиковому польскому корпусу Z-4 (еще известен как KZ-4) фирмы KRADEX был обусловлен его удобством и универсальностью. Что-то подобное продается фирмой "Мастер-Кит". В свое время я собирал Магнумы именно в данном боксе. Маркировка - внутри корпуса - "ZIV".

После внесения необходимых изменений, устранения ошибок и помарок, удаления лишних переходных отверстий в Литве были заказаны заводские платы с маской и шелкографией. Размеры платы остались те же: 71 * 112 * 1.5 мм. На плате предусмотрен 6-пиновый разъем для подключения годографа и возможность промодулировать штатный звуковой сигнал 16 или 32 Гц сигналом для более живого звука, что было предложено автором Грозы - Юрием (Ciklon). За что ему спасибо. Вообще, должен сказать, что он никогда не отказывался помочь советом, особенно таким "специалистам", как я.

Поскольку на минском радио-рынке купить всю комплектуху не представилось возможным в связи с его постепенным отмиранием, в первый раз пришлось заказать в Москве. Монтаж осуществляем исключительно спирто-канифольным флюсом, например, "СКФ". Никаких паст, глицериновых и иных активных (типа смываемых водой) флюсов, опыт имеется. Сначала запаиваем микросхемы с двух сторон, затем все пассивные SMD компоненты, затем выводные, и, наконец, разъемы. Чисто под себя, если делать в единственном экземпляре, от разъемных соединений можно отказаться и запаять все шлейфы намертво. Но для проверки и настройки плат мне без них не обойтись.

Несмотря на то, что изготовить двустороннюю плату такой сложности способом термопереноса (ЛУТ-технология) достаточно непросто, я привожу топологии под утюг. Сразу предупреждаю: многие переходы со стороны на сторону реализованы через разъемы, под микросхемами, через выводы подстроечных резисторов (синих) - будьте внимательны. А из-за количества переходных отверстий меня хватило только на 2 самодельные лазерно-утюжные платы.
Топологии под утюг: th3topology.rar (428 kb) разрешение 300 dpi

верхняя сторона (top)

нижняя сторона (bottom)

Внимание! На стадии написания статьи обнаружена ошибка. Для ее устранения необходимо соединить (после запайки компонентов) 6,7,8 выводы у DD2 и у DD4 (обе - CD4053), соединить точки, отмеченные красными стрелками, и удалить дорожку на верхней стороне платы (отмечено крестиками). Приношу извинения за причиненные неудобства.

Здесь привожу расположение компонентов на плате:

Где TX и RX - разъемы подключения соответственно передающей и приемной катушек, GODO - разъем для годографа, PWR - разъем питания, SND - выход на динамик (наушники), PP - на кнопку пинпоинта, DISK - на переключатель режимов работы, VOLUME - подключение регулятора громкости (AUDIO), GEB и ROCK - без комментариев, SENS - подключение ругулятора чувствительности.

Скачать расположение компонентов: th3assembly.rar (246 kb) разрешение 150 dpi

Внимание! Порядковые номера некоторых компонентов могут отличаться от нумерации в оригинальной схеме Ciklona. В основном это касается микросхем.

На плате есть следующие точки настройки: установка уровней в каналах - Y1 (подстроечник VR4) +100 мв, Y2 (VR5) +100 мв, X (VR3) полностью 0в, контроль полезного сигнала приемника - S+. Настройку уровней в каналах можно проводить как с помощью мультиметра, так и с помощью осциллографа. Относительно "земли" схемы.

Настройка схемы контроля разряда источника питания - R69 (в случае необходимости). Прибор должен реагировать на падение напряжения внешнего источника питания ниже 5,3 в и издавать короткий высокий сигнал с периодичностью около 3-6 сек.

Группа перемычек рядом с 12 и 13 выводом DD3 - для получения более живого звука - разным положением перемычки получаем разную модуляцию стандартного звукового сигнала - на вкус. Соединяем контакты 2-3 (16 Hz) или 1-2 (32 Hz) - см. схему. Этот нюанс был подсказан Юрием (Ciklon).

И приступаем к упаковке всего хозяйства в бокс. Сначала внутри корпуса снимаем весь облой (это такие паразитные остатки от литья), чтобы корпус скручивался без образования щелей. Далее переходим к сверлению отверстий в передней и задней панелях. При этом нужно учесть тот факт, что внешние стороны панелей должны быть гладкими, а шагреневые поверхности - вовнутрь. Это для того, чтобы фальшпанели (стикеры, технологичные наклейки, как угодно) надежно приклеились на уже подготовленные и рассверленные панели. Привожу шаблоны сверления для обеих панелей в GIF формате или можно скачать в формате CorelDraw: shablons.zip

Внимание! Внешние размеры каждого шаблона в результате после вывода на принтер должны быть 144 * 44,5 мм.

Исходя из того, что каждый будет применять те или иные типы потенциометров (переменных резисторов), кнопок, переключателей, разъемов, отличные от тех, которые использую я, в каждом конкретном случае замеряйте посадочные диаметры используемых компонентов. А также это касается стопоров на резисторах, предназначенных для того, чтобы они не проворачивались в процессе прикручивания. Вот рассверленные панели:

Итак, на подготовленные панели закатываем фальшпанели. Как это делается? Сначала отклеиваем на половину, отрезаем половину технологической бумажки, примеряем, центруем, закатываем активную часть наклейки (хлопковой тканью, а не ногтями), снимаем оставшуюся часть основы и завершаем процесс. Отверстия в стикерах и отверстия в панели должны совпасть.

Далее необходимо установить органы управления и разъемы, используя по возможности ключи, а если нет - пассатижи. Все переменные резисторы - линейной зависимости:

• Баланс грунта (GEB) - 5 кОм
• Вырезка камней (ROCK) - 2 кОм
• Чувствительность (SENS) - 100 кОм
• Громкость (AUDIO) - 100 кОм (с выключателем)

У нас в Минске, например, на радио-рынке доступны потенциометры под товарным знаком "TOMY". Мягкие, удобные и качественные, в отличие от советских. Кнопка (на замыкание без фиксации) и тумблер (переключатель) - любые доступные, малогабаритные. Гнездо наушников можно и не ставить, но так как металлоискатель "Гроза-3" не является в чистом виде "громким", то пригодится. Дело в том, что звуковая индикация на глубокие цели у данного прибора (по моим наблюдениям) отличается по громкости от сигналов на более четкие цели. Я устанавливаю стерео гнездо для штекера ? дюйма. Гнездо питания - любое доступное и качественное, а разъем кабеля датчика - MIC323, я заказывал в Москве.

Питание прибора включается встроенным в регулятор громкости выключателем (на панели не указано, мое упущение, с другой стороны враги не включат аппарат, не зная этого).

Теперь можно разместить динамик и стойки крепления платы. Динамик (я использую 50 Ом 0.25 Вт диаметром 40 мм) размещается внизу сзади по центру (если электронный блок будет крепиться к рукоятке) или внизу справа/слева между стоек платы, если блок будет крепиться на S-образную штангу. Под динамик сверлится 5 отверстий диаметром 6 мм (рекомендую), расстояние от центрального к остальным четырем - по 10 мм. Сам излучатель можно приклеить суперклеем по окружности, а удерживать и устанавливать его можно с помощью вспомогательного небольшого магнита.

Что касается стоек, то моя технология следующая. С корпусом в комплекте поставляется 4 пластмассовые ножки. Их отверстия я рассверливаю до 5 мм и на клей вставляю в них латунные стойки диаметром 5 мм высотой 10 мм с внутренней резьбой под винт M3. До упора. Затем привинчиваю стойки к плате, намазываю пластик стоек суперклеем и устанавливаю плату в корпус ровно по центру.

Временно снимем плату, если нужно продумать крепление к штанге.

При распайке проводников (шлейфов) от платы к органам управления, динамику, разъемам необходимо учесть то, что длина не должна быть лишней, а если используете разъемы - то нужно запаивать контакты "мам" припоем.

Самое "сложное" - это провести звуковой шлейф через гнездо наушников к динамику и шлейф питания через выключатель, встроенный в регулятор громкости звука, к гнезду питания. Остальное - элементарно. Осталось установить плату и подключить все хозяйство. Можно посмотреть, как сделано у меня.

И еще нужно не забыть подготовить отверстия в крышке корпуса под потайные зажимные шурупы корпуса, чтоб было заподлицо и аккуратно. Я использую сверло 6 мм.

Ну вот и все. Электронный блок готов !!!

Для предварительной проверки электронного блока необходимо:

• Подключить питание и убедиться в том, что в плате присутствуют все рабочие напряжения (+ 6 в, + 5 в, - 4,5 в), а при нажатии на кнопку PP прибор издает постоянный звуковой сигнал высокого тона.
• Подключить внешний источник питания 5,3 в и убедиться, что прибор издает сигналы "бедствия" - характерные короткие сигналы высокого тона через 10-15 сек. При увеличении внешнего напряжения питания до 5,4 - 5,5 вольт и выше данный сигнал должен отсутствовать, иначе подобрать R69.

Внимание! Я поделился личным опытом изготовления данного узла. Альтернативных вариантов и вариаций масса, как я подозреваю. И вам выбирать, как и из чего собирать поисковый прибор.