Счетчик Гейгера своими руками Arduino: 12 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:53

Итак, вы заказали счетчик Гейгера своими руками и хотите подключить его к Arduino. Вы заходите в сеть и пытаетесь воспроизвести, как другие подключили свой счетчик Гейгера к Arduino, но обнаруживаете, что что-то не так. Хотя ваш счетчик Гейгера, кажется, работает, ничего не работает, как описано в DIY, которому вы следуете, когда подключаете счетчик Гейгера к Arduino.

В этом руководстве я расскажу, как устранить некоторые из этих сбоев.

Помнить; Собирайте и кодируйте Arduino поэтапно, если вы сразу перейдете к завершенному проекту и пропустили провод или строку кода, вам может потребоваться целая вечность, чтобы найти проблему.

Шаг 1. Инструменты и детали

Коробка-прототип Я использовал коробку конфет Ferrero Rocher.

Малая макетная плата

ЖК-дисплей 16x2

Плата Arduino ether a UNO или Nano

Резистор 220 Ом

Регулируемый резистор Pot 10 кОм.

Комплект счетчика Гейгера своими руками

Провода перемычки

Разъем аккумулятора или жгут

Осциллограф

Плоскогубцы с тонким носом

Малая стандартная отвертка

Шаг 2: соберите свой счетчик Гейгера

Любое повреждение вашей трубки Гейгера; и ваш счетчик Гейгера не будет работать, поэтому используйте защитный акриловый чехол, чтобы не повредить трубку Гейгера.

В этом руководстве рассказывается, как я отремонтировал тот же счетчик Гейгера со сломанной трубкой Гейгера и установил защитную акриловую крышку, чтобы предотвратить поломку в будущем.

www.instructables.com/id/Repairing-a-DIY-G…

Шаг 3: электрическая проверка счетчика Гейгера

Сначала используйте правильное напряжение для источника питания; USB-шнур подает 5 вольт постоянного тока прямо от вашего компьютера, однако держатель на 3 батарейки AA предназначен для щелочных батарей на 1,5 вольт, что дает общее напряжение 4,5 вольт. Если вы используете перезаряжаемые батареи NI-Cd или NI-MH на 1,2 В, вам понадобится держатель батареек 4 AA для общего напряжения 4,8 В. Если вы используете менее 4,5 вольт, счетчик Гейгера может работать не так, как должен.

На выходе счетчиков Гейгера очень мало схем; так что пока динамик издает тикающий звук и мигает светодиод, вы должны получить сигнал на контакте VIN.

Чтобы быть уверенным в выходном сигнале; Подключите осциллограф к выходу, подключив положительный полюс щупа осциллографа к VIN, а отрицательный полюс щупа осциллографа к земле.

Вместо того, чтобы просто ждать, пока фоновое излучение запустит счетчик Гейгера, я использовал америций-241 из ионной камеры дымового детектора, чтобы увеличить реакцию счетчика Гейгера. Выходной сигнал счетчика Гейгера начинался с +3 вольт и падал до 0 вольт каждый раз, когда трубка Гейгера реагировала на альфа-частицы, и через мгновение вернулась к +3 вольт. Это сигнал, который вы будете записывать с помощью Arduino.

Шаг 4: Подключение

Есть два способа подключить счетчик Гейгера к Arduino и компьютеру.

Подключите GND на Arduino к GND на счетчике Гейгера.

Подключите 5 В на Arduino к 5 В на счетчике Гейгера.

Подключите VIN счетчика Гейгера к D2 на Arduino.

С независимым питанием, подключенным к счетчику Гейгера.

Подключите GND на Arduino к GND на счетчике Гейгера.

Подключите VIN счетчика Гейгера к D2 на Arduino.

Подключите Arduino к вашему компьютеру.

Шаг 5: Код

Откройте Arduino IDE и загрузите код.

// Этот скетч считает количество импульсов в минуту.

// Подключите GND на Arduino к GND на счетчике Гейгера.

// Подключите 5 В на Arduino к 5 В на счетчике Гейгера.

// Подключите VIN счетчика Гейгера к D2 на Arduino.

беззнаковые длинные счетчики; // переменная для событий GM Tube

unsigned long previousMillis; // переменная для измерения времени

void impulse () {// dipanggil setiap ada sinyal ПАДЕНИЕ di pin 2

считает ++;

}

#define LOG_PERIOD 60000 // скорость счета

void setup () {// настройка

counts = 0;

Serial.begin (9600);

pinMode (2, ВХОД);

attachInterrupt (digitalPinToInterrupt (2), импульс, ПАДЕНИЕ); // определяем внешние прерывания

Serial.println («Пуск счетчика»);

}

void loop () {// основной цикл

беззнаковый длинный currentMillis = millis ();

if (currentMillis - previousMillis> LOG_PERIOD) {

previousMillis = currentMillis;

Serial.println (считает);

counts = 0;

}

}

В Tools выберите Arduino или другую плату, которую вы используете.

В Tools выберите Port и Com

Загрузите код.

После загрузки кода в Инструменты выберите Serial Monitor и посмотрите, как работает счетчик Гейгера.

Ищите глюки. Единственное, что в этом коде - это немного утомительно, вы должны ждать 1 минуту для каждого счета.

Шаг 6: Serial.println против Serial.print

Это один из первых глюков, которые я обнаружил в коде; поэтому следите за этим в своем коде: «Serial.println (cpm);» и «Serial.print (cpm);».

Serial.println (копий в минуту); напечатает каждый счетчик в отдельной строке.

Serial.print (копий в минуту); будет выглядеть как одно большое число, печатающее каждый счетчик в одной строке, что делает невозможным определить его значение.

Шаг 7: Измерение фонового излучения J305

Во-первых, это измерение фонового излучения, естественного излучения, которое уже существует в природе. Указанное число - это CPM (количество в минуту), которое представляет собой общее количество радиоактивных частиц, измеренных каждую минуту.

Среднее фоновое количество J305 составило 15,6 CPM.

Шаг 8: J305 Измерение излучения датчика дыма

Счетчик Гейгера нередко дает вам один и тот же счет неоднократно, поэтому проверьте его с помощью источника излучения. Я использовал измерение радиации от америция и ионной камеры от детектора дыма. Датчик дыма использует америций в качестве источника альфа-частиц, которые ионизируют частицы дыма в воздухе. Я снял металлический колпачок с сенсора, чтобы альфа- и бета-частицы могли попасть в трубку Гейгера вместе с гамма-частицами.

Если все в порядке, счет должен измениться.

Америций-241 из ионной камеры дымового извещателя составил 519 CPM.

Шаг 9: СБМ-20

Этот скетч Arduino является модифицированной версией, написанной Алексом Богуславским.

Этот набросок подсчитывает количество импульсов за 15 секунд и преобразует его в количество импульсов в минуту, что делает его менее утомительным.

Код, который я добавил «Serial.println (« Счетчик запуска »);».

Код я изменил; "Serial.print (cpm);" на «Serial.println (cpm);».

«#Define LOG_PERIOD 15000»; устанавливает время счета на 15 секунд, я изменил его на «#define LOG_PERIOD 5000» или 5 секунд. Я не обнаружил заметной разницы в среднем между счетом в течение 1 минуты или 15 секунд и 5 секунд.

#включают

#define LOG_PERIOD 15000 // Период регистрации в миллисекундах, рекомендуемое значение 15000-60000.

#define MAX_PERIOD 60000 // Максимальный период регистрации без изменения этого скетча

беззнаковые длинные счетчики; // переменная для событий GM Tube

беззнаковое длинное копирование в минуту; // переменная для CPM

беззнаковый множитель int; // переменная для расчета CPM в этом скетче

unsigned long previousMillis; // переменная для измерения времени

void tube_impulse () {// подпроцедура для захвата событий из набора Гейгера

считает ++;

}

void setup () {// настройка подпроцедуры

counts = 0;

cpm = 0;

множитель = MAX_PERIOD / LOG_PERIOD; // вычисление множителя в зависимости от периода регистрации

Serial.begin (9600);

attachInterrupt (0, tube_impulse, ПАДЕНИЕ); // определяем внешние прерывания

Serial.println («Стартовый счетчик»); // код, который я добавил

}

void loop () {// основной цикл

беззнаковый длинный currentMillis = millis ();

if (currentMillis - previousMillis> LOG_PERIOD) {

previousMillis = currentMillis;

cpm = counts * multiplier;

Serial.println (копий в минуту); // код, который я изменил

counts = 0;

}

}

Среднее фоновое количество SBM-20 составило 23,4 CPM.

Шаг 10: Подключение счетчика Гейгера к ЖК-дисплею

Подключение ЖК-дисплея:

Вывод K ЖК-дисплея на GND

ЖК-вывод A к резистору 220 Ом к Vcc

Вывод ЖК-дисплея D7 на цифровой вывод 3

Вывод ЖК-дисплея D6 на цифровой вывод 5

Вывод ЖК-дисплея D5 на цифровой вывод 6

Вывод ЖК-дисплея D4 на цифровой вывод 7

Вывод ЖК-дисплея на цифровой вывод 8

LCD R / W контакт к земле

Вывод ЖК-дисплея RS на цифровой вывод 9

Вывод ЖК-дисплея VO для настройки потенциометра 10 кОм

Вывод Vcc ЖК-дисплея на Vcc

ЖК-вывод Vdd на GND

Регулируемый резистор Pot 10 кОм.

Vcc, Vo, Vdd

Счетчик Гейгера

VIN к цифровому контакту 2

От 5 В до + 5 В

GND на землю

Шаг 11: счетчик Гейгера с ЖК-дисплеем

// включаем код библиотеки:

#включают

#включают

#define LOG_PERIOD 15000 // Период регистрации в миллисекундах, рекомендуемое значение 15000-60000.

#define MAX_PERIOD 60000 // Максимальный период регистрации без изменения этого скетча

#define PERIOD 60000.0 // (60 секунд) период измерения в одну минуту

изменчивый беззнаковый длинный CNT; // переменная для подсчета прерываний от дозиметра

беззнаковые длинные счетчики; // переменная для событий GM Tube

беззнаковое длинное копирование в минуту; // переменная для CPM

беззнаковый множитель int; // переменная для расчета CPM в этом скетче

unsigned long previousMillis; // переменная для измерения времени

беззнаковый длинный dispPeriod; // переменная для измерения времени

беззнаковый длинный CPM; // переменная для измерения цены за тысячу показов

// инициализируем библиотеку номерами контактов интерфейса

ЖК-дисплей LiquidCrystal (9, 8, 7, 6, 5, 3);

void setup () {// настройка

lcd.begin (16, 2);

CNT = 0;

CPM = 0;

dispPeriod = 0;

lcd.setCursor (0, 0);

lcd.print («RH Electronics»);

lcd.setCursor (0, 1);

lcd.print («Счетчик Гейгера»);

задержка (2000);

cleanDisplay ();

attachInterrupt (0, GetEvent, ПАДЕНИЕ); // Событие на выводе 2

}

void loop () {

lcd.setCursor (0, 0); // выводим текст и CNT на ЖК-дисплей

lcd.print ("CPM:");

lcd.setCursor (0, 1);

lcd.print ("CNT:");

lcd.setCursor (5, 1);

lcd.print (CNT);

if (millis ()> = dispPeriod + PERIOD) {// Если минута закончилась

cleanDisplay (); // Очистить ЖК-дисплей

// Что-нибудь предпринять с накопленными событиями CNT….

lcd.setCursor (5, 0);

CPM = CNT;

lcd.print (CPM); // Display CPM

CNT = 0;

dispPeriod = миллис ();

}

}

void GetEvent () {// Получить событие с устройства

CNT ++;

}

void cleanDisplay () {// Процедура очистки ЖК-дисплея

lcd.clear ();

lcd.setCursor (0, 0);

lcd.setCursor (0, 0);

}

Шаг 12: файлы

Загрузите и установите эти файлы на свой Arduino.

Поместите каждый файл.ino в папку с тем же именем.