Новый и улучшенный счетчик Гейгера - теперь с Wi-Fi!: 4 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Это обновленная версия моего счетчика Гейгера из этого руководства. Он был довольно популярен, и я получил много отзывов от людей, заинтересованных в его создании, так что вот продолжение:

Самолет GC-20. Счетчик Гейгера, дозиметр и станция радиационного контроля - все в одном! Теперь на 50% меньше, и с множеством новых программных функций! Я даже написал это руководство пользователя, чтобы оно выглядело как настоящий продукт. Вот список основных функций этого нового устройства:

• Интуитивно понятный графический интерфейс с сенсорным управлением
• Отображает количество в минуту, текущую дозу и накопленную дозу на рабочем столе.
• Чувствительная и надежная трубка Гейгера-Мюллера SBM-20
• Изменяемое время интегрирования для усреднения мощности дозы
• Режим отсчета по времени для измерения малых доз
• В качестве единиц отображаемой мощности дозы выберите Зивертс или Ремс.
• Регулируемый пользователем порог оповещения
• Регулируемая калибровка для связи CPM с мощностью дозы для различных изотопов
• Звуковой кликер и светодиодный индикатор включаются и выключаются с рабочего стола
• Автономная регистрация данных
• Публикуйте данные массового журнала в облачную службу (ThingSpeak) для построения графиков, анализа и / или сохранения на компьютер
• Режим станции мониторинга: устройство остается подключенным к Wi-Fi и регулярно передает информацию об уровне радиации в канал ThingSpeak.
• Перезаряжаемый LiPo аккумулятор емкостью 2000 мАч, время работы 16 часов, порт для зарядки micro USB
• От конечного пользователя не требуется программирования, настройка Wi-Fi осуществляется через графический интерфейс.

Пожалуйста, обратитесь к руководству пользователя по ссылке выше, чтобы изучить функции программного обеспечения и навигацию по пользовательскому интерфейсу.

Шаг 1: файлы дизайна и другие ссылки

Все файлы проекта, включая код, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual и Build Guide, можно найти на моей странице проекта на GitHub.

Обратите внимание, что это довольно сложный и трудоемкий проект, требующий некоторых знаний программирования в Arduino и навыков пайки SMD.

Здесь есть информационная страница на сайте моего портфолио, и вы также можете найти прямую ссылку на руководство по сборке, которое я собрал здесь.

Шаг 2: Необходимые детали и оборудование

Принципиальная схема содержит обозначения деталей для всех дискретных электронных компонентов, используемых в этом проекте. Я приобрел эти компоненты в LCSC, поэтому ввод этих номеров деталей в строку поиска LCSC покажет точные необходимые компоненты. В руководстве по сборке содержится более подробная информация, но я резюмирую информацию здесь.

ОБНОВЛЕНИЕ: я добавил лист Excel со списком заказов LCSC на страницу GitHub.

Большинство используемых электронных компонентов - это SMD, и это было выбрано для экономии места. Все пассивные компоненты (резисторы, конденсаторы) имеют площадь 1206 посадочных мест, есть несколько транзисторов SOT-23, диодов SMAF и SOT-89 LDO, а также таймер SOIC-8 555. Для индуктора, переключателя и зуммера сделаны специальные отпечатки. Как упоминалось выше, номера продуктов для всех этих компонентов обозначены на схематической диаграмме, а более качественная версия схемы в формате PDF доступна на странице GitHub.

Ниже приводится список всех компонентов, используемых для полной сборки, НЕ включая дискретные электронные компоненты, которые необходимо заказать у LCSC или аналогичного поставщика.

• Плата: заказывайте у любого производителя, используя файлы Gerber, найденные в моем GitHub.
• WEMOS D1 Mini или клон (Amazon)
• 2,8-дюймовый сенсорный экран SPI (Amazon)
• Трубка Гейгера SBM-20 со снятыми концами (многие поставщики в сети)
• Плата зарядного устройства LiPo 3,7 В (Amazon)
• Turnigy 3,7 В 1S 1C LiPo аккумулятор (49 x 34 x 10 мм) с разъемом JST-PH (HobbyKing)
• Винты M3 x 22 мм с потайной головкой (McMaster Carr)
• Винты с шестигранной головкой M3 x 8 мм (Amazon)
• Латунная резьбовая вставка M3 (Amazon)
• Проводящая медная лента (Amazon)

В дополнение к перечисленным выше другим частям, оборудованию и принадлежностям относятся:

• Паяльник
• Паяльная станция горячим воздухом (опция)
• Тостер-печь для оплавления SMD (опционально, сделайте это или станцию горячего воздуха)
• Припой провод
• Паяльная паста
• Трафарет (необязательно)
• 3д принтер
• Нить PLA
• Силиконовый многожильный провод 22 калибра
• Шестигранные ключи

Шаг 3: Этапы сборки

1. Сначала припаяйте все SMD-компоненты к печатной плате, используя предпочитаемый вами метод.

2. Припаяйте плату зарядного устройства к контактным площадкам SMD-типа.

3. Паяльник ведет к плате D1 Mini и к нижним контактным площадкам платы ЖКД.

4. Припаяйте плату D1 Mini к печатной плате.

5. Отрежьте все выступающие провода от D1 Mini с другой стороны.

6. Снимите устройство чтения SD-карт с ЖК-дисплея. Это будет мешать работе других компонентов на печатной плате. Для этого подойдет резак заподлицо.

7. Припаяйте компоненты со сквозным отверстием (разъем JST, светодиод).

8. Припаяйте ЖК-плату к печатной плате НА КОНЦЕ. После этого вы не сможете распаять D1 Mini.

9. Отрежьте нижние выступающие штыревые выводы от платы ЖК-дисплея на другой стороне печатной платы.

10. Отрежьте два куска многожильного провода длиной около 8 см (3 дюйма) каждый и оголите концы.

11. Припаяйте один из проводов к аноду (стержню) трубки СБМ-20.

12. С помощью медной ленты прикрепите второй провод к корпусу трубки SBM-20.

13. Залудите и припаяйте другие концы проводов к контактным площадкам на печатной плате. Убедитесь, что полярность правильная.

14. Загрузите код в D1 mini с предпочитаемой IDE; Я использую VS Code с PlatformIO. Если вы загрузите мою страницу GitHub, она должна работать без каких-либо изменений.

15. Подключите аккумулятор к разъему JST и включите питание, чтобы проверить, работает ли он!

16. 3D печать корпуса и крышки.

17. Прикрепите латунные резьбовые вставки к шести отверстиям в корпусе с помощью паяльника.

18. Установите собранную плату в корпус и закрепите 3 винтами 8 мм. Два сверху и один снизу

19. Поместите трубку Гейгера на пустую сторону печатной платы (в сторону решетки) и закрепите липкой лентой.

20. Вставьте аккумулятор поверх SMD-компонентов. Проведите провода до щели в нижней части корпуса. Закрепите малярной лентой.

21. Установите крышку с помощью трех винтов с потайной головкой 22 мм. Выполнено!

Напряжение на лампе Гейгера можно регулировать с помощью переменного резистора (R5), но я обнаружил, что оставление потенциометра в среднем положении по умолчанию дает чуть более 400 В, что идеально подходит для нашей лампы Гейгера. Вы можете проверить высоковольтный выход, используя пробник с высоким сопротивлением или построив делитель напряжения с общим сопротивлением не менее 100 МОм.

Шаг 4: Заключение

В моем тестировании все функции в трех изготовленных мною модулях работают отлично, поэтому я думаю, что это будет достаточно воспроизводимо. Пожалуйста, опубликуйте свою сборку, если у вас все получится!

Кроме того, это проект с открытым исходным кодом, поэтому я хотел бы видеть изменения и улучшения, внесенные в него другими! Я уверен, что есть много способов улучшить его. Я изучаю машиностроение и далеко не специалист в области электроники и программирования; это только началось как хобби-проект, так что я надеюсь получить больше отзывов и способы сделать его лучше!

ОБНОВЛЕНИЕ: я продаю некоторые из них на Tindie. Если вы хотите купить его, а не строить самостоятельно, вы можете найти его в моем магазине Tindie для продажи здесь!