Схемы металлоискателей MD4U

Доброго дня, уважаемые форумчане.
Сразу к делу. Три года назад купил я плату Кощея-5и. Собрал в корпус, сделал штангу с катухой и повесил аккумулятор. Вроде бы работало, но этого оказалось мало - прицепил к нему дисплей, превратив в 5ИМ. Немного поигравшись столкнулся с проблемой нестабильности баланса "нуля". В то время я не имел постоянного доступа в интернет, по этому, решив, что ничего сделать не могу, забросил девайс в дальний угол, где он благополучно провалялся до вчерашнего дня. За пару дней до этого наткнулся на этот форум, что меня очень обрадовало. Почитав несколько тем, решил разобраться в причинах "плывучести" нуля. ТАк вот...
... достал я аппарат, вскрыл, подключил катуху и питание. Стал анализировать происходящие процессы. Экспериментально установил, что причина плывучисти кроется в нагревании микросхемы операционника TL... Его температура достигала 45 град. Температура гасящих резисторов превышала 55 град. (мерил термопарой).
Технология тестирования была следующей:
вариант 1 - подключив катушку нажал "баланс". После этого дождался когда прибор начнет выдавать звуковой сигнал (катушку при этом не трогал, металл не подносил). Когда баланс "поплыл" на корпус операционника прислонил пинцет. Баланс вернулся в норму, звук сигнала через несколько секунд пошел на убыль и все стало в норме. Убрал пинцет - пара секунд и опять баланс нарушен.
вариант 2 - паяльный фен выставил на 100 град. Включил его и стал греть операционник (после нажатия кнопки БАЛАНС, конечно). Почти сразу в динамике появился звук, как будто в катушке появился металл. Но я ее не трогал и она находилась далеко от меня! Убрал фен - постепенно звук в динамике стал понижаться до определенного уровня. Подул на плату - звук еще ниже упал.
В общем, у меня закралась мысль о том, что при разработке аппарата не учли тепловые режимы работы полупроводников, из-за этого возникла такая проблема!
И еще, что удалось выяснить. Почему-то операционник греется сам по себе (не из-за гасящих резисторов). Рядом стоящий HEF имеет совсем другую температуру (около 30 градусов). Полагаю, если бы операционник грелся бы из-за резисторов, то все рядом расположенные элементы на плате имели бы примерно одинаковую температуру. Но почему-то операционник греется. Может он бракованный?
Это была прелюдия. А теперь собственно к поломке - будучи под влиянием азарта случайно (а иначе не бывает) коротнул щупом питания (+12 в) на плату (прибор был выключен тумблером, но блок питания напругу подавал). В итоге, когда это произошло, прибор зазвучал, как будто его включили (т.е. каким-то образом через детали 12 в пошло на питание. Катушка была подсоединена). Щуп коснулся зоны, в районе центрального отверстия платы, где расположены транзиторы, управляющие полевиком, HEF, операционник. В итоге при включении прибора без катушки выдавал сигнал перегрузки выходного каскада и срабатывает защита. КЗ в цепи катушки исключена, в разъеме тоже - проверял тестером.
Первым делом феном поснимал все n-p-n транзистора и прозвонил тестером на предмет пробоев. В итоге обнаружил один паленый транз - первый каскад ВС817 управления полевиком (пробит база-коллектор, база -эмитер обрыв). Выпаял такой же транзистор, который управляет подсветкой дисплея (там поставил ВС847) и заменил его. После этого без катушки прибор стал включатся, но стоит ее подключить сразу выдает перегрузку (на экране видно как растет ток полевика) и срабатывает защита.
Что интересно, стоит коснуться пальцем входных цепей операционника (катушка отсоединена), то дисплей показывает сигнал, т.е. предполагаю, что TL-ка не пробита. А вот как проверить HEF я не знаю.
Надеюсь проблему изложил ясно.
Уважаемые коллеги, прошу Вас, подскажите как лечить.

С ув.

и еще, можно ли ВС817 заменить на ВС847 ?

В дополнение:
возникшая проблема похожа на ту, которая описана тут viewtopic.php?f=36&t=3499

Спасибо большое всем кто "откликнулся" на просьбу о помощи!!! Взаимовыручка тут на уровне!!! ОЧЕНЬ ПОМОГЛИ!!!
Ну да ладно, я сам справился. Восстановил прежнюю работоспособность. Не буду говорить в чем оказалась причина, гадайте сами...

Автору Кощея хочу сказать следующее: я уважительно отношусь к тому, что Вами затрачено много времени и сил на создание аппарата. Однако его реализация "в железе", к сожалению, оставляет желать лучшего. У меня создалось впечатление, что разработчик платы понятия не имеет о тепловых режимах работы компонентов - на борту имеется штатная печка из восьми мощных резисторов (темп. до 60 град.!) (видимо для того чтоб зимой греть руки несчастных кладоискателей), которые расположены рядом с АНАЛОГОВОЙ микросхемой, отвечающей за первичную обработку сигнала. Кроме того там находятся диоды, транзисторы. Как известно полупроводники меняют свои параметры при изменении температуры. В результате имеем жуткий дрейф нуля, чтобы с ним справится нужно менять компановку платы, отдалять греющиеся элементы от полупроводников, или, как минимум, делать принудительное охлаждение. А это лишний геморрой, тем более когда корпус не рассчитан для этого. И не факт что будет положительный результат, так как большинство копателей работают в теплое время года. Туда нужно запихивать кондиционер!!!
Кроме того удивила схемотехника включения полевого транзистора - его сток ("коллектор") нагружен на вышеуказанные резисторы, которые способны гасить до 8 Вт (!!!) мощности, что соответствует току 670 мА при 12 В. Одновременно исток транзистора ("эмитер") питается через ОДИН резистор сопротивлением 1 Ом, мощность которого 1 - 2 Вт.(точно не уверен). При этом через него могут течь те же самые 670 мА, т.е. его рассеиваемая мощность должна быть не менее 8 Вт !!!!!!! Поэтому меня не удивило, что когда я его отпаял его сопротивление сильно отличалось от заявленного номинала аж в 15 раз !!! Готов поспорить на что угодно, если взять любой экземпляр Кощея - 5И и проверить этот резистор, то выяснится, что из-за работы в нештатном режиме его параметры будут сильно изменены, что не может не отразится на качестве работы прибора в целом. ЕГО НУЖНО МЕНЯТЬ НА БОЛЕЕ МОЩНЫЙ!!!!

Разумеется, тут основная доля вины изготовителя в том, что он напаял туда самые обычные не термостабильные и "не прочные" компоненты. В результате, судя по отзывам, имеем кучу недовольных пользователей, которые, привлеченные ценой, вкладывали в него деньги (я выложил более 3000 тыс руб.), тратили время... результат - невозможность получения заявленных параметров и разочарование. Получается, что приобретаешь очередной "полуфабрикат" с неизвестными перспективами.

Мне очень жаль потраченных на Кощея 5ИМ времени! Лучше бы в ресторан сходил на потраченные на Кощея деньги, больше пользы...

Разработчику и МастерКит БОЛЬШОЙ ПРИВЕТ !!!

С ув.

Ваши рассуждения о схемотехнике прибора несколько некорректны - прежде всего вы не учли в своих умозаключениях, что полевик работает в ключевом режиме с огромной скважностью и рассуждения о тепловом эффекте протекающего тока в 670ма. тут неприемлемы. Второе - те самые "много-много" резисторов, если вы внимательно посмотрите на схему, включены параллельно катушке, сопротивление которой около 1,5ом. (только не нужно рассчитывать "новый" ток по закону Ома, а то у вас одноомный резистор сразу взорвётся, вместе с полевиком!) и их задача - гасить ток самоиндукции катушки, а не греть цепи питания. Вы даже не обратили внимание, что с такими токами стандартный аккумулятор в 1,3 а\ч обязан был бы "сдохнуть" в ноль менее, чем за 2 часа. Вот так, из непонимания работы простейшей схемы, вы сделали далеко идущие выводы и даже сочли возможным попрекать в непрофессионализме разработчиков прибора. Один мой знакомый электронщик называет это "воинствующим беспонятием"
PS
Буквально неделю назад один из приборов, собранных на базе этой платы ("огорчивший" вас участок схемы никак не модифицировался) в глубинном варианте, с импульсами накачки, близкими к максимальным, на пике жары, когда в полдень температура уходила далеко за 40, 9 часов "отбегал" в чистом поле, и ничего с ним не случилось - работает себе дальше. Видимо, ему никто не рассказал, что он обязан перегреться и сгореть.
Так что лучше действительно сходите в кабак, чем писать глупости на специализированном форуме.

Судя по всему у Вас аппарат работает без нареканий ПОЗДРАВЛЯЮ, Вам очень повезло. Не то что некоторым...

Если Вы заметили мои первые два поста были без претензий к разработчику. Я просил о помощи в ремонте Кощея, но НИКТО не откликнулся! И что вы от меня ждали в замен?

А теперь по сути...
Я согласен с тем, что я не специалист в области схемотехники металлоискателей, многого не знаю о принципах его работы. Но есть объективные проявления его плохой работы которые нельзя не заметить. Гасящие резисторы греются не слабо. Об этом сам разработчик неоднократно говорил. Эксперимент подтвердил, что из-за этого нагревается TL074, что является причиной дрейфа нуля. Резистор 1 Ом имел сопротивление 15 Ом (мультиметром я умею пользоваться, уверяю Вас. Эти показания за вычетом сопротивления щупов прибора). ЭТО ПО ВАШЕМУ НОРМАЛЬНО?
Возможно в моем экземпляре платы напаяны не качественные компоненты. Опять таки,судя по жалобам других владельцев Кощея, я не единственный кто с этим столкнулся. Почитайте форум.
Я автора не обвинял в не профессионализме. Может данный экземпляр платы с синей маской не его разработка. У меня огромные претензии к МастерКиту, который напичкал хреновыми деталями устройство, и игнорирует письменные обращения. Меня смущает, почему разработчик когда ему стало известно о некачественных аппаратах, не принял мер по урегулированию проблемы с изготовителем? Ему наплевать??? Сам то он на форуме не частый гость. А помогать, проконсультировать, никто не хочет.
Зато защитники объявились!!!

Токоизмерительный резистор 1ом в штатном режиме никогда не выходит из строя.Выход из строя (изменение номинала)связано с принудительным открыванием полевика постоянным напряжением битого драйверного каскада (на транзисторах)-ведь никто не мог предусмотреть что вы будете водить 12 вольтами по микропроцессорной плате .Еще он может выйти по причине переполюсовки с подключенным датчиком-это когда защитный диод уже испарился а плавкая перемычка на плате замкнута каплей припоя(кривые руки мастеров)Да действительно тепло от резисторов греет операционник -доработайте свой прибор приподняв тепловыделяющие элементы на отдельной платке.А теперь о стоимости-прибор(набор) стоит ровно два раза сходить в продуктовый магазин (какой там ресторан).

Через мои руки прошло уже более десятка таких приборов (именно на базе "китовских" плат с синей маской), которые эксплуатируются достаточно жёстко - пока нареканий не было. Может, я везучий?
Но, если быть объективным, продукция "Мастер-кит" далека от идеала и "бока" вполне предсказуемы. Но это не вина разработчика схемы и платы, а ляпы поточной сборки у "Китов" - не нужно обольщаться - они не творческий коллектив, а обычные бизнесмены. Их цель - продать товар, а не довести его до идеала. И не думаю, что они очень озабочены авторским надзором. Хотя не всё так мрачно, как выглядит на форуме. Это изделие продаётся десятками тысяч (иначе оно просто не было бы рентабельным для "китов"), а рекламаций на форуме - пара десятков. Даже если сделать поправку на то, что далеко не каждый "пострадавший" здесь отпишется, процент "попадалова" всё равно лежит в пределах статистической нормы.
Есть другой выход - взять плату непосредственно у разработчика - они тоже занимаются их реализацией и гарантируют качество сборки и компонентов (зелёная маска). И прошивка там поновее. Но это выйдет на 25% дороже. Поэтому каждый принимает решение в зависимости от размеров усевшейся на него жабы
Не стоит обижаться на то, что ваш крик о помощи остался незамеченным - не все темы могут попасть на глаза тем, кто может помочь. Лучше было обратиться в личку к YuKo.
Кстати, о реагировании "Китов" на наши обращения - на одном из форумов, где тусуются не так электронщики, как пользователи приборов, один чел заявил, что "Киты" теперь выпускают наборы, в которых у проца блокирован сервисный режим (нельзя редактировать настройки). Позавчера я написал "Китам" вопрос и вот сейчас, пока писал это сообщение, пришёл ответ (всё слухи, редактирование профилей доступно). Так что реагируют, и достаточно оперативно.
Кстати, о профилях - вам бы не мешало посмотреть, что за настройки там стоят - если "Киты" тупонули и загнали вам импульс накачки в 200мкс при частоте 800гц - вполне можно и "поджарить" плату - это критичные параметры. Я всегда проверяю, что там у меня "наворочено".
По поводу одноомного резистора - если на нём написано "1ом", какие претензии к производителю плат? - это же не оборонка со 100% входным контролем. Но у меня есть подозрения в точности замеров - попробуйте продавить щупами точки сопряжения контактов резистора и платы (по олову) или зачистить точки измерения скальпелем до металлического блеска - на таком пределе измерений окислы или плёнка лака весьма критичны. Специально сходил замерял на своих платах - точно 1ом, если хорошо нажать на щупы.
Одним словом, надо не обижаться с ходу, а разбираться - тогда всё окажется гораздо проще.
Удачи!

Благодарю за ответы, и прошу прощения, если кого обидел своими заявлениями.

Резистор в 1 Ом я сдувал феном, а потом уже мерил сопротивление. Омметр подключал с зачищенными щупами, замерял вначале сопротивление самих щупов, а потом резистора. Сейчас я впаял туда мощный выводной резистор, номинал которого точно составляет 1 Ом. Полевой транзистор исправен, так как аппарат сейчас у меня работает, металл находит. Пока еще не разобрался с чуйкой, нужно намотать нормальную катушку (хочу сделать корзину), и уже с ней поиграться с настройками, при это создать условия, близкие к полевым.

Так и быть, поделюсь как мне удалось его починить: причиной неисправности оказались два транзистора ВС841 - одни в первом каскаде управления полевиком, другой находился на одном из входов операционника. На всякий случай сдул феном все четыре транзистора и вместо них поставил ВС847. И все стало ОК. Кроме того я заменил кварц процессора на кварц с тремя нулями после запятой. Хочу отметить, что после этих манипуляций работа прибора стала более стабильной, но основная проблема не решена - дрейф нуля все ровно есть от нагрева резисторам операционника. Проводил эксперимент - сдул их феном и вместо них поставил МЛТ-2 на 390 Ом. Они тоже жутко грелись, но зато температура платы была уже ниже. Но из-за громоздкости мне этот вариант не понравился. К тому же длинные выводы резисторов понизили помехоустойчивость.
Вот я и думаю, а что если эти резисторы напаять на маленькой плате, и разместить ее параллельно основной в 5 мм, подсоединив ее короткими проводками? Вечером, если будет время, займусь.

С ув.

Вариант выноса резюков на отдельной плате уже упоминался - как вариант вполне может быть использован. Кстати, на выносной плате можно разместить не 8, а гораздо большее количество резисторов в паралельно-последовательном включении. Главное, чтобы суммарное сопротивление платы составляло 390ом. Рассредоточенная таким образом мощность снизит нагрев элементов (хотя, теоретически, за счёт большей площади будет лучше хватать помехи). Ещё можно подумать о том, чтобы накрыть резисторы радиатором, предварительно электрически изолировав сопрягаемые поверхности. Если радиатор ещё и заземлить - получим дополнительный экран входной цепи. Хотя всё же начните с контроля параметров профиля - ну не должны они так греться. Нагреваются - да, но перегрев - сигнал о том, что выходной каскад работает в критическом режиме.

Спасибо за советы!!! Поковыряюсь в запасах и определюсь в каком направлении лучше двигать.
В принципе, если резисторы перенести на другую платку, то ее можно как-то заэкранировать.
С другой стороны, с параметрами режимов тоже надо повозиться, но только после того как изготовлю нормальную катушку.

Родилось пару вопросов:
1) должны ли греться эти резисторы при отсутствии катушки и как сильно?
2) должен ли меняться на дисплее уровень потребляемого тока при отключении/подключении катушки?

С ув.

Вы можете отключить эти сообщения.

Если есть осциллограф гляньте импульсы на стоке 100мкс в сторону общего(от плюса)размах питания-это нач установки стандартного датчика.Отключение датчика сказывается на показаниях тока но не обязательно что он упадет до нуля(от0 до 8-9ма в зависимости от ширины импульса и частоты накачки датчика. похоже ток резисторов )

Ну вы прямо заинтриговали - пришлось срочно допаять шлейфы своего очередного "Варианта" и включить в рассыпухе. Плата "китовская", выходной каскад не модифицировался. Питание от аккумулятора 12в 1,3 ма\час Всё функционирует штатно. Балластные резисторы на холостом ходу не греются вообще, да и с чего им греться - общий потребляемый схемой ток 49,3ма. С катушкой посмотреть не могу - она ещё не готова, но по опыту ток будет 170-200ма.
Зато электронную часть благодаря вашему любопытству закончил, а то бы ещё пару дней валялась! Спасибо

Сорри за глупый вопрос: а что значит "выходной каскад не модифицировался" ??? Это как, его можно модифицировать ?

Можно, но не нужно - он и так оптимален. Если вы обратили внимание, я упомянул прибор "Вариант". Это моя разработка глубинника для поисковых отрядов на базе платы "Кощея 5И". Но в выходной каскад я не вмешивался, поэтому все манипуляции, которые я проделывал с "Вариантом" справедливы и для "Кощея".

Понятно.
Вчера продолжил эксперименты с Кощеем. При отключенной катушке суммарный потребляемый ток прибора около 50-55 мА. Причем этот ток практически не меняется в зависимости от включенного профиля. Гасящие резисторы не много греются.

Еще один вопрос: как должен вести себя прибор при отключенной катушке ? У меня в таком режиме периодически происходят небольшие всплески шкалы (на экране), которая отвечает за уровень сигнала. При этом также звучит динамик (ощущение, что морзянку передают). Жму балланс - не помогает. Иногда, по не понятной причине всплески могут неожиданно прекратится и через пару секунд также неожиданно появиться. Менял блоки питания (импульсник, обычный трансформаторный, АКБ) - количество всплесков немного уменьшается, но проблема не уходит. Что интересно, эти всплески не зависят от тепловой обстановки (грел феном операционник и HEF, охлаждал их, картина всплесков не меняется). Когда катушку подключаю из-за дрейфа нуля понять сложно, остаются эти всплески или нет. Это глюк или "норма" ?

И еще, где можно глянуть осцилограммы Кощея ? Хочу свериться все ли там нормально. Может какая микра мозг делает...

С ув.

Уменьшите чувствительность соответствующим регулятором. Даже без катушки на вход проникают слабые сигналы и в крайнем левом диапазоне регулировки (на максимуме) прибор срабатывает, в том числе и в форме "морзянки", если уровень помехи попадает на грань нижнего диапазона чувствительности. Особенно если вы находитесь в многоквартирном доме - включенный соседский телевизор, особенно старый, может обеспечить немало загадок при настройке прибора. Если загрубление чуйки не помогло и мощных внешних помех нету - тогда глюк.. Пошарьтесь по архиву тем - осциллограммы должны быть.

Понял, спасибо. Порог чувствительности регулируется, значит это действительно помехи. Тем более живу в панельном доме.

Про осциллограммы - буду искать.

С ув.

Доброго дня!
На выходных немного повозился с кощеем: модернизировал корпус и намотал корзиночную катушку.
В плане корпуса произвел следующие улучшения - закрепил на стойках дисплей и плату, соединив их через штырьковый разъем (благодаря чему в корпусе стало на МНОГО меньше проводов, так как раньше дисплей висел на шлейфе
Резисторы выпаял и перенес на отдельную платку. Сразу отмечу, что на помехоустойчивости это не отразилось, а вот термостабильность на много стала лучше. Кроме того я прикрутил к корпусу маленький куллер от компа и разместил его прямо над этими резисторами. Теперь прибор стал работать ощутимее стабильно!

После завершения манипуляций с корпусом занялся изготовлением корзиночной катушки. Потратил на это три часа. Параметры получил следующие - индуктивность 358 мкГн, сопротивление обмотки - 2 ома (провод был 0,5, толще не нашлось). Испытания показали, что чутье по воздуху на Советские 5 копеек составили 28 см (против 15 с обычной катушкой). И это в условиях панельного дома. Полагаю, что в условиях поля чутье должно повыситься.

На этой неделе планирую заняться изготовлением нормальной штанги.

С ув.