Одной из удачнейших разработок питерского специалиста — Андрея Федорова (ник Andy_F) — является IB (индукционно-балансный) металлодетектор Квазар АРМ, более продвинутая версия ставшего популярным «Квазара». Во второй версии применен современный и весьма быстродействующий микроконтроллер семейства STM32, что позволило новому прибору не только сильно улучшить скоростные показатели (первый Квазар подтормаживал, чего уж там..), но и обзавестись свойственными только топовым фирменным моделям «фишки» — такие как автоматический следящий баланс грунта, электронный полуавтоматический компенсатор разбаланса датчика и т. д.

Наряду с весьма впечатляющими поисковыми характеристиками, Квазар АРМ отличает очень высокая повторяемость и независимость характеристик от субъективных параметров компонентов. Это значит, что не придется подбирать конденсаторы, перебирать десятки микросхем, стараясь найти «наименее шумную и безглючную» и т. д.Правильно собранный и прошитый прибор работает сразу и не требует никаких «низкоуровневых» подстроек — все делается из меню средствами программы. Отдельно стоит выделить заложенную в программу систему самодиагностики, которая при помощи моргающего светодиода может сообщить с каким из выводов контроллера проблема, если таковая возникнет. Нельзя не похвалить встроенные средства для настройки и контроля датчиков: все крайне просто, автоматизированно и безглючно. Вообще, безглючность — отличительная черта этого прибора. Простая, но очень грамотная схема вместе с «вылизанной» программой почти не дают шанса на ошибку, поэтому осмелюсь отрекомендовать Квазар АРМ как лучший на сегодняшний день самодельный прибор по совокупности характеристик. При этом используются не дефицитные и не дорогие детали. Отмечу, что с этим прибором я провел интенсивный поисковый сезон, и кроме массы положительных эмоций и находок не получил никакого негатива. Стабильный, цепкий и глубокий аппарат, который становится как бы незаметен — ты лишь слышишь и видишь, что находится под датчиком. При этом еще остаются резервы мощности процессора и автор не перестает совершенствовать прошивку, большей частью следуя просьбам пользователей-копателей. Существует отличный форум , где можно почерпнуть массу полезной информации, в том числе и ветка по Квазару АРМ. Но поскольку она насчитывает сотни страниц, где среди массы некомпетентных мнений сложно найти крупицы знаний, я взял на себя труд несколько систематизировать и обобщить все то, что успел изучить и узнать про этот замечательный прибор. Но сразу хочу заметить, что изготовление этого прибора требует определенных навыков и хотя-бы базовых знаний радиоэлектроники. Из приборов необходим мультиметр, крайне желателен измеритель L и С, не помешает хотя-бы простейший осциллоскоп.

Итак, краткие характеристики:

• Принцип действия: индукционно-балансный, одночастотный
• Рабочая частота: 4…20 кГц, в зависимости от датчика
• Тип датчика: резонансный ТХ (последовательный контур) + резонансная РХ (параллельный контур)
• Режимы работы: динамический и статический
• Дисплей: ЖК или OLED, 2х16 знакомест
• Отображение: сигнограф 16 секторов, то же +цифры ВДИ, большие цифры ВДИ
• Индикация состояния грунта и заряда батареи
• Предупреждение о низком заряде батареи (звуковой сигнал), порог срабатывания настраивается
• Индикация силы отклика в динамическом и статическом режимах
• Индикация состояния подсветки (только в режиме сигнографа)
• Маски на сектора (запрет озвучки) — произвольно
• Отключаемый пороговый тон (Treshhold) с регулировкой громкости
• Озвучка: двух- трех- и многотональная (3 звуковых схемы), с возможностью регулировки градаций громкости от уровня сигнала
• Балансировка грунта: ручная, полуавтоматическая и автоматическая с регулировкой скорости подстройки
• Регулировка чувствительности (порог): 32 градации
• Регулировка громкости звука: 32 градации
• Регулировка интенсивности подсветки (если есть в примененном дисплее): 32 градации
• 3 пользовательских профиля (сохраняются все настройки)
• 4 фильтра под разные условия поиска (экв. параметру Reactivity в XP DEUS)
• Режим пинпоинтера VCO, с регулируемым порогом и чувствительностью
• Электронный компенсатор разбаланса датчика
• Питание: от 6 до 15В, среднее потребление 150..200мА в зависимости от настроек
• Встроенные средства для настройки датчиков
• Самодиагностика при включении

Металлодетектор «QUASAR - ARM », современный цифровой IB металлодетектор, собранный на довольно новом и современном контроллере STM32.

Этот имеет множество полезных функций и меню настройки прибора.

Что очень приятно, так это применение широкого спектра рабочих частот (одна на выбор, автоподбор частоты в резонанс под поисковый датчик и прочее), а также 8 профилей пользователя (которые могут быть сохранены или вызваны из меню).

Не смотря на мое скептическое отношение к цифровым металлодетекторам, я после первого же выхода с ним, практически в него «влюбился». Чего не могу сказать о многих фирменный приборах!!!

Технические характеристики металлодетектора Квазар АРМ с поисковым датчиком DD- 20 см:

Монета диаметром 25мм (грунт) …. до 35 см

Каска …………………………………….. до 1,2 м

Максимальная …………………………. до 1,7 м

Звуковая индикация на выбор….…... от 2 тонов и более

Визуальная индикация VDI………….. есть

Установка масок на типы металла.......есть

Принцип работы……………………….. IB (индуктивный баланс)

Датчик диаметр………………………… от 15 до 30 см

(по желанию)

Диапазон рабочих частот……………. от 6 до 20 кГц

(зависит от прошивки)

Напряжение питания ………………… 3.7-5.5 Вольт

Ток потребления ……………………… около 100-180 мА (зависит от настроек)

Вот вид собранной платы прибора (фото ниже).

…Делать плату не хотелось, как в прочем и покупать полностью готовый прибор, поэтому я ограничился покупкой пустой платы у Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. (с впаянным прошитым контроллером). Благо такое сейчас очень даже возможно и по божеским ценам.

Схема прибора оказалась весьма несложной и я решил самостоятельно собрать и настроить данный прибор. Все необходимое оборудование для это у меня было.

Собранная плата выглядела так…

Сборке и настройке способствовали некоторые файлы, любезно предоставленные Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. …

Все это, а также инструкцию на детектор «Квазар-АРМ» вы сможете скачать .

Небольшое видео о режимах, работе и настройке датчика:

Ну а теперь о моих впечатлениях:

Сборка была недолгой и очень приятной, так как плата была сделана на высшем уровне (маска, нумерация деталей и посадочных мест).

Прибор сразу запустился и слушался команд клавиатуры;

После изготовления DD датчика 20 см, прибор (вернее его программные возможности) помог в настройке датчика…

С датчиком 20 см показал хорошие результаты и селекцию целей;

В герметичном пластиковом корпусе опробован в условиях погружения прибора (по грудь).

Уверенная работа в воде и селекция целей.

Вот небольшое видео с моего выхода.

Ну и в заключение хочу сказать: «лучшего отечественного прибора я пока в руках не держал!».

В условиях соли и моря пользоваться Квазаром АРМ не доводилось (да и есть сомнения, пока не опробую лично)…

Ну а для этих целей (морской поиск), я собираю себе другой прибор. Ну а для тех, кто хочет иметь такой прибор, но боится собирать его самостоятельно, я всегда готов помочь. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. .

Метеллодетектор QUASAR - ARM будет приятным помощником в вашем поиске. Приятного поиска Вам!

Александр Сербин (г.Харьков)

Дальнейшим развитием металлоскателя "Квазар" стала аналогичная схема, построенная на микроконтроллере семейства STM32. Прибор получил название "Quasar ARM" .

По характеристикам новый прибор близок варианту на AVR. Основные отличия:

• Немного увеличена чувствительность.
• Максимальная рабочая частота ~ 21 kHz.
• Улучшен звук.
• В определённых пределах возможна электронная компенсация разбаланса датчика.

Печатная плата в формате Sprint Layout 6 : QuasarARM_PCB.zip

• По просьбам трудящихся убрана так называемая задержка включения звука.

• Улучшено разделение целей.
• Укорочена "длинная" озвучка.
• Введены три градации сглаживания (пункт меню "Smooth").
• На кнопку "Left" назначено переключение между режимами Маскирование/Все металлы. Включение подсветки, соответственно, убрано в меню.

• Исправления.

Прошивка версии 2.5.2

• Значительная часть алгоритма обработки переписана.
• Глупости выкинуты.
• Автоподстройка грунта упразднена.
• Введён параметр "Длительность" (Duration) озвучки.

Прошивка версии 2.4.0

• Изменён алгоритм обработки.

• Убран режим альтернативного VDI.
• Исправления.

• Выявлена глобальная некорректность обработки - часть данных не обрабатывалась. Переписано.

Прошивка версии 2.3.1

• Исправлена калибровка по ферриту и грунту
• Скорректирована работа меню (вольтметр)

Прошивка версии 2.3.0

• Упрощена отрисовка уровня отклика (убран слайдер)
• Добавлен символ градуса
• Добавлена маска камней (маска конца шкалы)
• Автоподстройка грунта вынесена в отдельную задачу с оценкой достоверности
• Внесена ошибка - автоподстройка грунта влияет на калибровку по ферриту и калибровку грунта

• Скорректировано меню.
• Убраны артефакты отрисовки.

• Переписан пинпоинтер.
• В диалоге балансировки грунта появился параметр M (магнитуда), по величине которого можно оценить "тяжесть" грунта.

• Алгоритм, используемый для калибровки 0 по ферриту и калибровки по грунту, заменён на более точный.
• Мелкие исправления.

• Доработка алгоритма.

• Исправления.

• Немного изменена озвучка.
• Мелкие исправления.

• Плохое убрано, хорошее оставлено.

• Исправлен звук.
• Определение VDI сделано более достоверным (?).
• "Перевёрнут" пороговый тон.

• Исправлены ошибки.
• Изменён пинпоинтер.

Прошивка версии 2.2.6

• Переписан звук

Прошивка версии 2.2.5

• Алгоритм детектирования восстановлен в соответствии с версией 2.2.2
• Слегка изменена обработка.
• Мелкие исправления.
• В меню HW Options появился новый параметр Gain (Усиление). Это не оперативная регулировка, скорее аналог перепаивания резисторов во входном усилителе.

• Изменения в алгоритме обработки, направленные на повышение помехоустойчивости..
• Слегка изменено меню.

• Исправлены мелкие ошибки.

• Исправлены ошибки в управлении FM-трансмиттером.

Прошивка версии 2.2.0 .

• Поддержка FM-трансмиттера.

• Исправлена ошибка в подсветке экрана.
• Мелкие исправления.

• Добавлен ШИМ (PWM) на выводе PA3 контроллера (для любителей поэкспериментировать. Пункт меню "User PWM" .
• Мелкие исправления.

• Скорректирован пинпоинтер.
• Мелкие исправления.

• Задержка отображения (лаг) сигнографа сделана регулируемой (пункт меню "Lag signograph" ).
• Скорректирована работа кнопок.
• Мелкие исправления.

• Увеличена задержка отображения сигнографа.
• Увеличен разрыв по частоте в районе VDI = 0.
• Убрано влияние настройки "LF Boost" на пороговый тон и звук перегрузки.
• Изменён пинпоинтер.
• Добавлено отображение тока потребления выходного каскада на основном экране.
• Мелкие исправления.

• В очередной раз переписан пинпоинтер (установка порога сделана вручную, определение VDI более устойчивое, изменена озвучка).
• Косметические исправления.

• Переписан пинпоинтер (вариант, скорее, экспериментальный - с адаптивным порогом и индикацией VDI).
• Побеждена задержка кнопок из-за подсветки.

• Добавлена возможность менять громкость низкочастотной части озвучки.
• Косметические изменения.

• Скорректирован алгоритм компенсатора разбаланса.
• Мелкие исправления.

• Скорректирован вольтметр.
• Мелкие исправления.

• Скорректирован пинпоинтер.

• Переписан пороговый тон.

• Доработан звук.
• Скорректирована первая схема озвучки.
• Мелкие исправления.

• Добавлен режим отображения VDI крупными цифрами.
• Мелкие исправления.

• В режиме пинпоинта назначение клавиш Left и Right поменяно местами.
• По многочисленным просьбам трудящихся добавлен режим с отображением VDI в цифровом виде.

• Чувствительность установлена в среднее значение между прошивками 2.0.4 и 2.0.6 .
• Чувствительность пинпоинтера (порог) регулируется отдельно прямо из режима пинпоинтера. Назначение клавиш в этом режиме:
  • Up - увеличение порога и обнуление пинпоинтера
  • Down - уменьшение порога и обнуление пинпоинтера
  • Right - обнуление пинпоинтера
  • Остальные кнопки - выход из режима пинпоинтера

• Увеличена чувствительность пинпоинтера.

• Предельная чувствительность возвращена на уровень прошивки 2.0.2b .

• Исправлены ошибки управления компенсатором разбаланса.

• Аналог версии 2.0.2 betta, с исправленными ошибками (некоторыми).

• Скорректирован диалог баланса грунта.

• Переписан компенсатор.
• Мелкие исправления.

• Скорректирована отрисовка сигнографа.

• Скорректирована обработка с целью повышения помехозащищённости.

• Добавлена возможность переключения режимов обработки в меню Processing .

• Исправлен и улучшен звук.

• Скорректирован алгоритм.
• Дописана диагностика.
• Скорректирован звук.
• Исправлена индикация разряда батареи.
• Исправлен алгоритм компенсатора разбаланса датчика.
• Изменены границы первых 3-х ("чёрных") секторов.
• Мелкие исправления.

• Коррекция алгоритма и исправление ошибок.

• Дальнейшая коррекция алгоритма.
• Переписан пинпоинтер.
• Мелкие корректировки.

• В меню "HW options" сделано подменю "Coil balance..." , а в нём 3 пункта:
  "Balance" - текущее состояние дел и компенсация
  "Desired balance" - какой баланс хотелось бы получить
  "No compensator" - баланс датчика с выключенным компенсатором

  Экраны всех 3-х пунктов идентичны, и отличаются буковкой во второй строчке - "B" - "Balance", "D" - "Desired balance", "N" - "No compensator". Кроме того, при подборе компенсации высвечивается буква "A" , а по окончании подбора кратковременно высвечивается восклицательный знак.
  На экране в графическом виде отображаются проекции вектора разбаланса X (верхняя строка) и Y (нижняя строка), а так же в числовом виде размах разбаланса в милливольтах (верхняя строка) и угол вектора разбаланса в градусах (нижняя строка). "No compensator" служит для настройки самого датчика в процессе изготовления.
  "Desired balance" - задаётся желаемый разбаланс. Значение по X меняем кнопочками "Вправо"/"Влево", значение по Y - кнопочками "Вверх"/"Вниз". Кнопочка "ОК" - выход с сохранением, "Esc" - без сохранения.
  В меню "Balance" отображается текущее состояние дел с учётом компенсации. Нажатие любой кнопки "Влево/Вправо/Вверх/Вниз" запускает процесс подбора компенсации так, чтобы результат был максимально близким к желаемому (выставленному в меню "Desired balance"). "OK" - выход с сохранением результата, "Esc" - выход без сохранения.

• Добавлены 3 профиля для сохранения/восстановления текущих настроек (A, B и C). Изначально профили пустые, т.е., содержат значения по умолчанию. Использование: "Save" - сохранить текущие настройки в профиль, "Load" - загрузить настройки из профиля.

• Корректировка алгоритма.
• Восстановлена регулировка яркости подсветки.
• Введена корректировка показаний вольтметра. При этом R21 можно оставить 3,3 ... 3,9 кОм, а R20 надо заменить на 15 ... 20 кОм. Правильные показания выставляются в меню, в разделе "HW options... -> Voltmeter".
• Мелкие исправления.

• Исправлены проблемы с работой на высоких частотах.
• Регулировка громкости убрана в меню, на кнопку "Left" повешено включение/выключение подсветки.
• Сделана регулировка максимальной частоты озвучки.
• Мелкие исправления и улучшения.

• Добавлена непрерывная автоподстройка грунта. Настраивается из меню (Speed of GEB), имеет 4 градации - выключено ("off") и скорость автоподстройки от 1 до 3. 1 - самая медленная автоподстройка, 3 - самая быстрая. В режимах 1-3 текущий угол грунта отображается там же, где отображается напряжение питания.
• Мелкие исправления.

(модернизация схемы)

Металлодетектор Quasar -ARM , один из наиболее популярных цифровых приборов на сегодняшний день.

Этот очень хорош, и в этом можно убедиться набрав соответствующее название в интернет поисковке или на ютубе...

И все же у прибора конечно же есть слабые места, которые мы и будем модернизировать.

Начнем со схемы прибора.

Начнем с модернизации генератора прибора, а вернее схемы раскачки Tx.

Сигнал с микроконтроллера через сопротивление R17 1 кОм поступает на схему согласования уровней выполненную на транзисторах BC846, далее сигнал попадает на схему аналогичную Mosfett «драйверу» (управление открытием и закрытием полевых транзисторов в сборке IRF7105)…

Вроде бы все хорошо, все работает, мы видим довольных пользователей. Но вот беда – не всегда на рынке деталей нам предлагают хорошие и дешевые элементы. Зачастую это ненадежный Китай, а главное – если брать дешевый прибор (дешевле чем у конкурентов), то это значит именно дешевые комплектующие.

Так вот, этот узел лично в моей практике давал уже 3 раза сбои. Приходилось менять транзистор BC846, а также доходило и до замены самой IRF7105.

В этом узле работает более десятка элементов, а значит и возможность поломки хоть одного из 10 элементов чревато отказом работы всего прибора.

Что делать?

Вариантов существует несколько. Один из них – пустить сигнал с R17 через элемент микросхемы 74НС14. Так работают каскады приборов типа Гроза или Анкер и прочие. Работают многие годы и никаких нареканий.

Но насколько это оправдано? А вдруг и это не совсем правильный шаг?!

Ну что ж… полистав информацию на просторах инета, я не без помощи своих хороших знакомых нашел специализированную микросхему - TC4420 (можно аналогичную ей).

Эта микруха в корпусе SOIC-8 уже имеет в себе и драйвер и полевую сборку на нагрузку до 1,5 Ампер!

Итог – 1 микруха вместо 10 деталек. Все гениальное – просто!

Схема измененного каскада.

Можно конечно на этом не останавливаться и безболезненно выбросить еще и С4, VD2, VD3, а также заменить резистор R2 (10 Ом) на приемлемый по току в катушке Тх (в плоть до 1-2 Ом). Тогда ток в катушке станет больше...

Однако эксперименты с R2 показали – чувствительность прибора при изменении тока катушки Тх с 50мА до 80 мА увеличивается всего на 3-5 см, на монету 5 коп СССР. Зато прожорливость прибора растет, а значит и батареи быстрее розрядяться…

Здесь есть над чем подумать. Начнем с того, что чувствительная часть приемного усилителя U1A чувствительна ко всему по обоим входам (ноги 2 и 3). Так что качество сигнала (опорного напряжения) должно быть идеальным.

Но как всегда не все так идеально как хотелось бы. Зачастую сейчас на рынке радиоэлементов микросхема МСР6022 – китайского производства и сомнительного качества. У нее проявляются такие «симптомы» - шумы по выходу U1B, вплоть до насыщения (+3,3 Вольта). Причем прибор работает отменно, если работает не более 30 минут-1,5 часа. И проявляется поломка, при долгой работе.

Все становится на свои места, если прогреть микросхему (например паяльником 8 ногу МСР6022 (+3,3Вольта). Но это только временное спасение, потому как

Решение проблемы – замена китайской микросхемы МСР6022 на AD8606 (американской фирмы Analog Devices), или настоящую МСР6022 фирмы Microchip.

Вторая беда этого узла - SMD конденсаторы 10 мкФ. Которые зачастую настолько плохи, что не держат даже такое напряжение (1,65 Вольта) и современем или сразу вылетают, превращаясь попросту в резистор.

Решение - замена на танталовые полярные конденсаторы SMD исполнения, в нужном типоразмере.

Изменения по «правильному» датчику прибора пока только в процессе… Остальное же уже опробовано и работает.

Ну и напоследок… незначительные изменения в схеме, которыми можно и пренебречь.

С плат можно убрать лишние узлы для программирования, оставив только один (я пользуюсь SWD), а также цепь подстройки контраста на ЖКИ экран – если пользоваться OLED экранами.

Фото - до - и после изменений.

Всем удачи в приборостроении и поиске. Пусть Ваш Кваза-АРМ принесет Вам классные находки и настроение!

Александр Сербин (г.Харьков)