Nové a vylepšené Geigerovo počítadlo - teraz s WiFi!: 4 kroky (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:58

Toto je aktualizovaná verzia môjho počítadla Geiger z tohto Instructable. Bol veľmi populárny a od ľudí, ktorí sa zaujímali o jeho stavbu, som dostal množstvo spätnej väzby, takže tu je pokračovanie:

GC-20. Počítadlo, dozimeter a radiačná monitorovacia stanica Geiger všetko v jednom! Teraz o 50% menej thicc a s množstvom nových softvérových funkcií! Dokonca som napísal tento návod na použitie, aby vyzeral viac ako skutočný produkt. Tu je zoznam hlavných funkcií, ktoré toto nové zariadenie má:

• Intuitívne grafické rozhranie ovládané dotykovým displejom
• Na domovskej obrazovke zobrazuje počty za minútu, aktuálnu dávku a akumulovanú dávku
• Citlivá a spoľahlivá trubica SBIG-20 Geiger-Muller
• Variabilný integračný čas na priemerovanie dávkového príkonu
• Režim časovaného počítania na meranie nízkych dávok
• Vyberte jednotky medzi Sieverts a Rems ako jednotky pre zobrazenú dávku
• Užívateľom nastaviteľný prah výstrahy
• Nastaviteľná kalibrácia pre porovnanie CPM s dávkovým príkonom pre rôzne izotopy
• Zvukové klikanie a LED indikátor sa zapína a vypína z domovskej obrazovky
• Protokolovanie údajov offline
• Hromadne zaznamenávané údaje odosielajte do cloudovej služby (ThingSpeak) na grafovanie, analýzu a/alebo ukladanie do počítača
• Režim monitorovacej stanice: zariadenie zostáva pripojené k WiFi a pravidelne zverejňuje úroveň okolitého žiarenia na kanáli ThingSpeak
• 2 000 mAh nabíjateľná batéria LiPo so 16 -hodinovou prevádzkou, nabíjacím portom micro USB
• Od koncového používateľa nie je potrebné žiadne programovanie, nastavenie WiFi je zabezpečené prostredníctvom GUI.

Informácie o funkciách softvéru a navigácii v používateľskom rozhraní nájdete v používateľskej príručke pomocou vyššie uvedeného odkazu.

Krok 1: Navrhnite súbory a ďalšie odkazy

Všetky návrhové súbory, vrátane kódu, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual and Build Guide, môžete nájsť na mojej stránke GitHub projektu.

Upozorňujeme, že ide o pomerne zapojený a časovo náročný projekt, ktorý vyžaduje určité znalosti programovania v Arduine a znalosti spájkovania SMD.

Na mojom portfóliovom webe tu nájdete informačnú stránku a nájdete tu aj priamy odkaz na sprievodcu zostavením, ktorý som zostavil.

Krok 2: Potrebné diely a vybavenie

Schéma obvodu obsahuje štítky dielov pre všetky diskrétne elektronické súčiastky použité v tomto projekte. Kúpil som tieto komponenty od LCSC, takže zadanie týchto čísel dielov do vyhľadávacieho panela LCSC zobrazí presné potrebné komponenty. Sprievodca zostavením ide podrobnejšie, ale zhrniem informácie tu.

AKTUALIZÁCIA: Na stránku GitHub som pridal list programu Excel zo zoznamu objednávok LCSC.

Väčšina použitých elektronických súčiastok je SMD a toto bolo zvolené kvôli šetreniu miesta. Všetky pasívne komponenty (odpory, kondenzátory) majú stopu 1206 a existuje niekoľko tranzistorov SOT-23, diódy veľkosti SMAF a SOT-89 LDO a časovač SOIC-8 555. Pre induktor, spínač a bzučiak sú vyrobené vlastné stopy. Ako je uvedené vyššie, čísla produktov pre všetky tieto súčasti sú označené na schematickom diagrame a verzia schémy vo vyššej kvalite je k dispozícii na stránke GitHub.

Nasleduje zoznam všetkých komponentov použitých na úplnú montáž, NEZAH includingŇAJÚCE diskrétne elektronické súčiastky, ktoré je potrebné objednať u spoločnosti LCSC alebo podobného dodávateľa.

• PCB: Objednajte si u akéhokoľvek výrobcu pomocou súborov Gerber nachádzajúcich sa v mojom GitHub
• WEMOS D1 Mini alebo klon (Amazon)
• 2,8 "dotykový displej SPI (Amazon)
• Geigerova trubica SBM-20 s odobratými koncami (mnoho predajcov online)
• Doska nabíjačky LiPo 3,7 V (Amazon)
• Batéria Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo (49 x 34 x 10 mm) s konektorom JST-PH (HobbyKing)
• Zápustné skrutky M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Skrutky s vnútorným šesťhranom M3 x 8 mm (Amazon)
• Vložka z mosadze so závitom M3 (Amazon)
• Vodivá medená páska (Amazon)

Okrem vyššie uvedených dielov sú ďalším rôznym náhradným dielom, vybavením a spotrebným materiálom:

• Spájkovačka
• Teplovzdušná spájkovacia stanica (voliteľné)
• Toasterová pec na pretavenie SMD (voliteľné, urobte to alebo teplovzdušnú stanicu)
• Spájkovací drôt
• Spájkovacia pasta
• Šablóna (voliteľné)
• 3D tlačiareň
• PLA vlákno
• Silikónovo izolovaný lanko s priemerom 22 mm
• Šesťhranné kľúče

Krok 3: Kroky montáže

1. Spájkujte najskôr všetky súčiastky SMD na dosku plošných spojov pomocou vami zvolenej metódy

2. Pripájajte dosku nabíjačky batérií k podložkám v štýle SMD

3. Spájkovacie zástrčky zapojte do dosky D1 Mini a do spodných podložiek dosky LCD

4. Pripájajte dosku D1 Mini k PCB

5. Odrežte všetky vyčnievajúce káble z D1 Mini na druhej strane

6. Vyberte čítačku kariet SD z LCD displeja. Bude to rušiť ostatné komponenty na doske plošných spojov. Na to slúži splachovacia fréza

7. Spájajte súčasti priechodného otvoru (konektor JST, LED)

8. Na KONCI spájajte dosku LCD s doskou plošných spojov. Potom nebudete môcť D1 Mini odspájkovať

9. Odrežte vyčnievajúce mužské vodiče na spodnej strane z dosky LCD na druhej strane dosky plošných spojov

10. Odstrihnite dva kusy splietaného drôtu, každý o dĺžke asi 8 cm (3 palce), a odizolujte konce

11. Pripojte jeden z drôtov k anóde (tyči) trubice SBM-20

12. Pomocou medenej pásky pripevnite druhý drôt k telu trubice SBM-20

13. Cínujte a spájajte ostatné konce drôtov s podložkami priechodných otvorov na doske plošných spojov. Uistite sa, že je polarita správna.

14. Nahrajte kód do D1 mini s preferovaným IDE; Používam VS Code s PlatformIO. Ak si stiahnete moju stránku GitHub, mala by fungovať bez akýchkoľvek zmien

15. Pripojte batériu ku konektoru JST a zapnite zariadenie, aby ste zistili, či funguje!

16. 3D tlač puzdra a krytu

17. Pripojte mosadzné závitové vložky do šiestich miest otvoru v puzdre spájkovačkou

18. Namontujte zostavenú dosku s plošnými spojmi do skrinky a zaistite ju 3 skrutkami 8 mm. Dva hore a jeden dole

19. Geigerovu trubicu položte na prázdnu stranu DPS (smerom k mriežke) a zaistite krycou páskou.

20. Vložte batériu hore, pričom sedíte nad súčasťami SMD. Veďte vodiče do medzery v spodnej časti puzdra. Zaistite maskovacou páskou.

21. Nainštalujte kryt pomocou troch skrutiek so zapustenou hlavou 22 mm. Hotový!

Napätie do Geigerovej trubice je možné nastaviť pomocou variabilného odporu (R5), ale zistil som, že ponechanie potenciometra v predvolenej strednej polohe produkuje niečo cez 400 V, čo je pre našu Geigerovu trubicu perfektné. Výstup vysokého napätia môžete otestovať buď pomocou vysokoimpedančnej sondy, alebo vybudovaním deliča napätia s celkovou impedanciou najmenej 100 MOhms.

Krok 4: Záver

Pri mojom testovaní všetky funkcie v troch mnou vytvorených jednotkách fungujú perfektne, takže si myslím, že to bude celkom opakovateľné. Uverejnite prosím svoju zostavu, ak ju nakoniec dokončíte!

Toto je tiež projekt s otvoreným zdrojovým kódom, takže by som rád videl zmeny a vylepšenia, ktoré na ňom urobili iní! Som si istý, že existuje veľa spôsobov, ako to zlepšiť. Som študent strojného inžinierstva a od odborníka na elektroniku a kódovanie mám ďaleko; Začalo sa to ako hobby projekt, takže dúfam v väčšiu spätnú väzbu a spôsoby, ako to zlepšiť!

AKTUALIZÁCIA: Niekoľko z nich predám na Tindie. Ak by ste si chceli namiesto vlastnej stavby kúpiť, nájdete ho v mojom obchode Tindie na predaj tu!