Comptador Geiger nou i millorat: ara amb WiFi: 4 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Aquesta és una versió actualitzada del meu comptador Geiger d'aquesta instrucció. Va ser força popular i vaig rebre una bona quantitat de comentaris de la gent interessada en construir-lo, així que aquí teniu la seqüela:

El GC-20. Un comptador Geiger, un dosímetre i una estació de control de radiació tot en un. Ara, un 50% menys i amb moltes funcions de programari noves. Fins i tot vaig escriure aquest manual d’usuari per tal que sembli més un producte real. A continuació, es mostra una llista de les principals característiques d’aquest nou dispositiu:

• GUI intuïtiu controlat per pantalla tàctil
• Mostra els recomptes per minut, la dosi actual i la dosi acumulada a la pantalla inicial
• Tub sensible i fiable SBM-20 Geiger-Muller
• Temps d'integració variable per al promig de la taxa de dosi
• Mode de recompte temporitzat per mesurar dosis baixes
• Trieu entre Sieverts i Rems com a unitats per al percentatge de dosi mostrat
• Llindar d'alerta ajustable per l'usuari
• Calibratge ajustable per relacionar el CPM amb la velocitat de dosi de diversos isòtops

• Clicador audible i indicador LED activat i desactivat des de la pantalla d'inici

• Registre de dades fora de línia
• Publiqueu dades registrades massives al servei al núvol (ThingSpeak) per gràficar-les, analitzar-les i / o desar-les a l'ordinador
• Mode d'estació de monitorització: el dispositiu es manté connectat a WiFi i publica regularment el nivell de radiació ambiental al canal ThingSpeak
• Bateria LiPo recarregable de 2000 mAh amb un temps de funcionament de 16 hores, port de càrrega micro USB
• No es requereix programació de l'usuari final, la configuració de WiFi es gestiona mitjançant GUI.

Consulteu el manual de l'usuari mitjançant l'enllaç anterior per explorar les funcions del programari i la navegació de la interfície d'usuari.

Pas 1: dissenyar fitxers i altres enllaços

Tots els fitxers de disseny, inclosos el codi, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Material of Material, Manual d'usuari i Guia de construcció, es poden trobar a la meva pàgina de GitHub per al projecte.

Tingueu en compte que es tracta d’un projecte força implicat i que requereix molt de temps i que requereix un cert coneixement de la programació en Arduino i habilitats en soldadura SMD.

Aquí hi ha una pàgina d’informació al lloc web del meu portafoli i també podeu trobar un enllaç directe a la guia de compilació que he elaborat aquí.

Pas 2: peces i equips necessaris

El Circuit Schematic conté etiquetes de peces per a tots els components electrònics discrets utilitzats en aquest projecte. He comprat aquests components a LCSC, de manera que introduir aquests números de peça a la barra de cerca de LCSC es mostraran els components exactes necessaris. El document de la guia de compilació es detalla amb més detall, però resumiré la informació aquí.

ACTUALITZACIÓ: He afegit un full Excel de la llista de comandes LCSC a la pàgina de GitHub.

La majoria de les peces electròniques que s’utilitzen són SMD i es va triar per estalviar espai. Tots els components passius (resistències, condensadors) tenen una petjada de 1206 i hi ha alguns transistors SOT-23, díodes de mida SMAF i SOT-89 LDO i un temporitzador SOIC-8 555. Hi ha petjades personalitzades per a l’inductor, l’interruptor i el brunzidor. Com s'ha esmentat anteriorment, els números de producte de tots aquests components estan etiquetats al diagrama esquemàtic i hi ha disponible una versió PDF de l'esquema de més qualitat a la pàgina de GitHub.

A continuació es mostra una llista de tots els components que s’utilitzen per fer el muntatge complet, NO inclosos els components electrònics discrets que s’han de demanar a LCSC o a un proveïdor similar.

• PCB: demaneu a qualsevol fabricant que utilitzi fitxers Gerber que es troben al meu GitHub
• WEMOS D1 Mini o clon (Amazon)
• Pantalla tàctil SPI de 2,8 "(Amazon)
• Tub Geiger SBM-20 amb extrems retirats (molts venedors en línia)
• Tauler de carregador LiPo de 3,7 V (Amazon)
• Bateria LiPo de Turnigy 3,7 V 1S 1C (49 x 34 x 10 mm) amb connector JST-PH (HobbyKing)
• Cargols avellanats M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Cargols hexagonals M3 x 8 mm (Amazon)
• Inserció roscada de llautó M3 (Amazon)
• Cinta de coure conductora (Amazon)

A més de les parts anteriors, altres peces, equips i subministraments diversos són:

• Soldador
• Estació de soldadura per aire calent (opcional)
• Forn de torradora per reflux SMD (opcional, feu això o l'estació d'aire calent)
• Filferro de soldadura
• Pasta de soldar
• Plantilla (opcional)
• Impressora 3D
• Filament PLA
• Filferro aïllat de silicona calibre 22
• Tecles hexagonals

Pas 3: Passos de muntatge

1. Soldeu tots els components SMD al PCB, utilitzant el vostre mètode preferit

2. Soldeu la placa del carregador de bateria als coixinets a l'estil SMD

3. El mascle de soldadura condueix a la placa D1 Mini i als coixinets inferiors de la placa LCD

4. Soldeu la placa D1 Mini al PCB

5. Tallar tots els cables que sobresurten del D1 Mini a l'altre costat

6. Traieu el lector de targetes SD de la pantalla LCD. Això interferirà amb altres components del PCB. Per a això funciona un tallador a ras

7. Components de forat passant per soldar (connector JST, LED)

8. Soldeu la placa LCD al PCB al final. Després no podreu tornar a soldar el D1 Mini

9. Talleu els cables masculins que sobresurten de la part inferior de la placa LCD de l'altre costat del PCB

10. Talla dos trossos de filferro encallat d’uns 8 cm de llargada cadascun i tira els extrems

11. Soldeu un dels cables a l’ànode (vareta) del tub SBM-20

12. Utilitzeu la cinta de coure per fixar l'altre cable al cos del tub SBM-20

13. Esteneu i soldeu els altres extrems dels cables als coixinets del forat passant de la PCB. Assegureu-vos que la polaritat sigui correcta.

14. Pengeu el codi al D1 mini amb el vostre IDE preferit; Faig servir VS Code amb PlatformIO. Si descarregueu la meva pàgina de GitHub, hauria de funcionar sense necessitat de cap canvi

15. Connecteu la bateria al connector JST i enceneu-la per veure si funciona.

16. Imprimeix en 3D la funda i la funda

17. Col·loqueu les insercions roscades de llautó als sis forats de la caixa amb un soldador

18. Instal·leu el PCB muntat a la caixa i fixeu-lo amb 3 cargols de 8 mm. Dos a la part superior i un a la part inferior

19. Col·loqueu el tub Geiger al costat buit del PCB (cap a la graella) i fixeu-lo amb cinta adhesiva.

20. Introduïu la bateria a la part superior, asseguda sobre els components SMD. Guieu els cables cap a la bretxa que hi ha a la part inferior de la caixa. Assegureu-lo amb cinta adhesiva.

21. Instal·leu la coberta mitjançant tres cargols avellanats de 22 mm. Fet!

El voltatge al tub Geiger es pot ajustar mitjançant la resistència variable (R5), però he trobat que deixar el potenciòmetre a la posició mitjana predeterminada produeix poc més de 400 V, cosa perfecta per al nostre tub Geiger. Podeu provar la sortida d’alta tensió utilitzant una sonda d’alta impedància o bé construint un divisor de tensió amb almenys 100 MOhms d’impedància total.

Pas 4: Conclusió

A les meves proves, totes les funcions funcionen perfectament a les tres unitats que he fet, de manera que crec que serà bastant repetible. Si us plau, publiqueu la vostra compilació si acabeu aconseguint-la.

A més, aquest és un projecte de codi obert, així que m’encantaria veure canvis i millores que altres persones hi han fet. Estic segur que hi ha moltes maneres de millorar-lo. Sóc estudiant d’enginyeria mecànica i no sóc ni un expert en electrònica i codificació; això acaba de començar com un projecte d'afició, així que espero més comentaris i maneres de millorar-lo.

ACTUALITZACIÓ: Venc alguns d’aquests a Tindie. Si en voleu comprar un en lloc de construir-lo vosaltres mateixos, el podreu trobar a la meva botiga Tindie per vendre aquí.