ESP8266 және сенсорлық экраны бар DIY Geiger есептегіші: 4 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:24

ЖАҢАРТУ: WIFI ЖӘНЕ БАСҚА ҚОСЫМШАЛЫҚТАРЫМЕН ЖАҢА ЖӘНЕ ЖАҚСАРТЫЛҒАН НҰСҚА осында

Мен Geiger Counter-иондаушы сәулеленуді анықтай алатын және пайдаланушыны қоршаған ортаның қауіпті радиациялық деңгейлері туралы бәріне таныс шуды еститетін құрылғы жасадым. Оны пайдалы қазбаларды барлау кезінде сіз тапқан тау жынысында уран кені бар -жоғын білу үшін де қолдануға болады!

Өзіңіздің Geiger есептегішіңізді жасау үшін Интернетте көптеген жинақтар мен оқулықтар бар, бірақ мен олардың бірегейін жасағым келді - мен сенсорлық басқару элементтері бар GUI дисплейін жасадым, сондықтан ақпарат әдемі түрде көрсетіледі.

1 -қадам: Негізгі теория

Geiger есептегішінің жұмыс принципі қарапайым. Ішінде төмен қысымды газы бар жұқа қабырғалы құбыр (Гейгер-Мюллер түтігі деп аталады) өзінің екі электродында жоғары кернеумен қуат алады. Электр өрісі диэлектриктің бұзылуына әкелмейді, сондықтан түтік арқылы ешқандай ток өтпейді. Бұл иондық сәулеленудің бөлшегі немесе фотоны өткенше.

Бета немесе гамма -сәулелену өткенде, ол ішіндегі газ молекулаларының бір бөлігін ионизациялап, бос электрондар мен оң иондар түзе алады. Бұл бөлшектер электр өрісінің болуына байланысты қозғала бастайды, ал электрондар жеткілікті жылдамдықты алады, нәтижесінде олар басқа молекулаларды иондайды, нәтижесінде зарядталған бөлшектер каскады пайда болады, олар бір уақытта электр тогын өткізеді. Бұл қысқа ток импульсін схемада көрсетілген схема арқылы анықтауға болады, оны кейін дыбыс шығару үшін қолдануға болады, немесе бұл жағдайда онымен есептесе алатын микроконтроллерге беріледі.

Мен SBM-20 Geiger түтігін қолданамын, өйткені оны eBay-де табу оңай, бета мен гамма-сәулеленуге өте сезімтал.

2 -қадам: бөлшектер мен құрылыс

Мен бұл жобаның миы ретінде ESP8266 микроконтроллеріне негізделген NodeMCU тақтасын қолдандым. Мен Arduino сияқты бағдарламаланатын нәрсені алғым келді, бірақ дисплейді тым кідіріссіз басқаруға жеткілікті жылдамдық.

Жоғары кернеуді беру үшін мен Aliexpress түтікке 400В жеткізу үшін Aliexpress-тің HV DC-DC күшейткіш түрлендіргішін қолдандым. Есіңізде болсын, шығыс кернеуін тексеру кезінде сіз оны мультиметрмен тікелей өлшей алмайсыз - импеданс тым төмен және ол кернеуді төмендетеді, сондықтан көрсеткіш дәл болмайды. Мультиметрмен қатарынан кемінде 100 МОм кернеу бөлгіш құрыңыз және кернеуді осылай өлшеңіз.

Құрылғы 18650 аккумуляторымен жұмыс істейді, ол контурдың қалған бөлігіне тұрақты 4.2В беретін басқа күшейткіш түрлендіргішке қосылады.

Мұнда тізбекке қажетті барлық компоненттер:

• SBM-20 GM түтігі (eBay-де көптеген сатушылар)
• Жоғары вольтты күшейткіш түрлендіргіші (AliExpress)
• 4.2V үшін Boost түрлендіргіші (AliExpress)
• NodeMCU esp8266 тақтасы (Amazon)
• 2,8 «SPI сенсорлық экраны (Amazon)
• 18650 Li-Ion ұяшығы (Amazon) НЕМЕСЕ кез келген 3.7 В LiPo батареясы (500+ мАч)
• 18650 ұялы ұстағыш (Amazon) Ескертпе: бұл батарея ұстағыш ПХД үшін тым үлкен болып шықты, мен оны дәнекерлеу үшін түйреуіштерді ішке қарай июге тура келді. Мен кішірек LiPo аккумуляторын пайдалануды ұсынар едім және оның орнына JST дәнекерлеу ПХД -дегі аккумуляторларға әкеледі.

Әр түрлі электронды компоненттер қажет (олардың кейбіреулері сізде болуы мүмкін):

• Резисторлар (Ом): 330, 1K, 10K, 22K, 100K, 1.8M, 3M. Жоғары кернеуді өлшеу үшін кернеу бөлгішті жасау үшін 10М резистор алуды ұсынамыз.
• Конденсаторлар: 220 пФ
• Транзисторлар: 2N3904
• Жарық диоды: 3 мм
• Дыбыстық сигнал: кез келген 12-17 мм пьезо-дыбыстық сигнал
• Сақтандырғыш ұстағыш 6.5*32 (Geiger түтігін сенімді бекіту үшін)
• 12 мм ауыстырып қосқыш

Барлық компоненттердің қайда кететінін білу үшін GitHub ішіндегі PDF схемасына жүгініңіз. Бұл компоненттерді DigiKey немесе LCSC сияқты жаппай дистрибьюторға тапсырыс беру әдетте арзанырақ. Жоғарыда көрсетілген компоненттердің көпшілігін қамтитын GitHub бетінен LCSC тапсырыстарым бар электрондық кестені табасыз.

ПХД қажет болмаса да, ол тізбекті жинауды жеңілдетуге және ұқыпты етуге көмектеседі. PCB өндіруге арналған Gerber файлдарын менің GitHub -да табуға болады. Мен PCB дизайнына менікі болғаннан бері бірнеше түзетулер енгіздім, сондықтан жаңа конструкциямен қосымша секіргіштер қажет емес. Алайда, бұл сыналған жоқ.

Корпус 3D форматында PLA -дан шығарылған және бөлшектерді мына жерден табуға болады. Мен ПХД -дегі бұрғылау орнының өзгеруін көрсету үшін АЖЖ файлдарына өзгерістер енгіздім. Бұл жұмыс істеуі керек, бірақ бұл тексерілмегенін ескеріңіз.

3 -қадам: код және UI

Мен дисплейге пайдаланушы интерфейсін жасау үшін Adafruit GFX кітапханасын қолдандым. Кодты GitHub есептік жазбамнан табуға болады.

Негізгі бетте дозаның жылдамдығы, минутына санау және құрылғы қосылғаннан бері жинақталған доза көрсетіледі. Қолданушы қосылу аралығын 60 секундқа немесе 3 секундқа өзгертетін баяу немесе жылдам интеграция режимін таңдай алады. Дыбыстық сигнал мен жарықдиодты жеке қосуға немесе өшіруге болады.

Пайдаланушыға доза бірліктерін, ескерту шегін және CPM -ді дозаның жылдамдығына қатысты калибрлеу коэффициентін өзгертуге мүмкіндік беретін негізгі параметрлер мәзірі бар. Барлық параметрлер EEPROM -де сақталады, сондықтан құрылғы қалпына келтірілген кезде оларды алуға болады.

4 -қадам: Тестілеу және қорытынды

Geiger Counter табиғи фондық сәулеленуден минутына 15-30 рет басу жылдамдығын өлшейді, бұл SBM -20 түтігінен күтілетін нәрсеге қатысты. Уран кенінің шағын үлгісі орташа радиоактивті ретінде тіркеледі, шамамен 400 CPM, бірақ торияланған шам мантия оны түтікке ұстап тұрғанда 5000 CPM -ден жылдамырақ басуға мүмкіндік береді!

Geiger есептегіші 3,7 В шамасында шамамен 180 мА алады, сондықтан 2000 мАч батарея зарядталғанда шамамен 11 сағат жұмыс істеуі керек.

Мен түтікті цезий-137 стандартты көзімен дұрыс калибрлеуді жоспарлап отырмын, бұл доза көрсеткіштерін дәлірек етеді. Болашақта жақсарту үшін мен WiFi мүмкіндігін және деректерді тіркеу функциясын қоса аламын, өйткені ESP8266 қазірдің өзінде кіріктірілген WiFi -мен бірге келеді.

Сізге бұл жоба қызықты болды деп сенемін! Егер сіз ұқсас нәрсені жасасаңыз, құрылысыңызбен бөлісіңіз!