Счетчик Гейгера Arduino своими руками: 6 шагов (с изображениями)

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

Привет всем! Как дела? Это проект How-ToDo, меня зовут Константин, и сегодня я хочу показать вам, как я сделал этот счетчик Гейгера. Я начал собирать это устройство почти с начала прошлого года. С тех пор прошло 3 полных переделки и моего лени. Идея сделать дозиметр возникла с самого начала моего увлечения электроникой, тема излучения мне всегда была интересна.

Шаг 1: теория

Так что на самом деле дозиметр очень простое устройство, нам нужен чувствительный элемент, в нашем случае - трубка Гейгера, питание для нее, обычно около 400 В постоянного тока, а индикатор, проще говоря, просто динамик. Когда ионизирующее излучение ударяется о стенку счетчика Гейгера и выбивает из нее электроны, оно делает газ в трубке проводящим, поэтому мощность идет прямо на динамик, и он щелкает, вы можете найти гораздо лучшее объяснение в Интернете, если вам интересно. Думаю, все согласятся, что щелчки - не самый информативный индикатор, хотя он сможет предупредить об увеличении радиации, но подсчитывать их с помощью секундомера для точных результатов немного странно, поэтому я решил добавить отображение некоторых мозгов.

Шаг 2: Дизайн

Давайте перейдем к практике, для мозга я выбрал arduino nano, программа очень проста: она подсчитывает импульс трубки в течение определенного времени и отображает его на ЖК-дисплее, а также показывает красивое предупреждение о радиации и уровень заряда батареи. В качестве источника питания я использую батарею 18650, но для Arduino требуется 5 В, поэтому я использую преобразователь постоянного тока в постоянный и литий-ионное зарядное устройство, чтобы сделать устройство полностью автономным.

Шаг 3: постоянный ток высокого напряжения

Я с трудом работаю над источником питания высокого напряжения, изначально я строил его сам, намотал трансформатор примерно на 600 витков во вторичной катушке, управлял им с помощью MOSFET-транзистора и PWM от Arduino. Это работает, но я хочу, чтобы все было просто, лучше, когда вы можете просто купить 5 модулей, припаять 10 проводов и получить рабочее устройство, а затем намотать катушку, настроить ШИМ, я хочу, чтобы каждый мог повторить это. Итак, я нашел высоковольтный DC-DC преобразователь, это странно, но его сложно найти, а самый популярный модуль продается примерно в 100 раз. Я заказал, сделал новый корпус, но когда начал тестировать - он выдает максимум 300 В, но в описании написано до 620 В, я пытался исправить, но проблема, вероятно, была в трансформаторе. Как бы то ни было, я купил другой модуль, и он был другого размера, описание говорит то же самое … Я вернул деньги, но оставил этот модуль, потому что он дает 400 В, которые нам нужны, но в любом случае максимум 450 вместо 1200 (что-то действительно не так с китайскими измерительными приборами …) Я сделал снова новый случай.

Шаг 4: Компоненты

И вот в итоге у нас есть дизайн, почти полностью состоящий из модулей:

• Повышающее напряжение постоянного тока постоянного тока (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• Зарядное устройство (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• Преобразователь DC-DC 5v (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• Arduino nano (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• OLED-дисплей 128 * 64, но в итоге я использую 128 * 32 (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• Также нам понадобится транзистор 2n3904 (Алиэкспресс ИЛИ Amazon)
• Резисторы 10М и 10К (Алиэкспресс ИЛИ Амазонка)
• Конденсатор 470pf (Aliexpress ИЛИ Amazon)
• Кнопка переключения (Aliexpress ИЛИ Amazon)

Аккумулятор, дополнительный активный пьезозуммер и сам счетчик Гейгера, я использую старую лампу, сделанную в СССР, под названием STS-5, ее довольно дешево и легко найти на ebay или amazon, также она будет работать с лампой SBM-20 или любой другой во-вторых, вам просто нужно записать параметры в программу, в моем случае значение микрорентгена в час равно количеству импульсов трубки за 60 секунд. И хорошо, корпус распечатали на 3д принтере.

Также есть довольно дешевые наборы счетчиков Гейгера, которые могут вас заинтересовать. (Алиэкспресс ИЛИ Амазонка)

Шаг 5: Сборка

Приступим к сборке, первое, что нужно сделать, это установить с помощью этого потенциометра напряжение на высоковольтном DC-DC, для STS-5 оно составляет примерно 410V. Затем просто спаяйте все модули по этой схеме, я использую сплошные провода, это повысит устойчивость конструкции и можно будет собрать устройство на столе, а затем просто вставить его в корпус. Важный момент, нам нужно подключить минус высоковольтного преобразователя и вывести его, я просто припаиваю перемычку. Так как мы не можем просто подключить ардуино к 400в, нам нужна простая транзисторная схема, я сделал двухточечную проводку и завернул в термоусадочную трубку, прямо в разъем вставил резистор 10 МОм от + 400В. Лучше сделать кронштейн из медной фольги для трубки, но я просто наматываю проволоку, работает нормально, плюс и минус счетчика Гейгера не меняют местами. Подключаю дисплей к съемному кабелю, тщательно изолирую, очень близко к высоковольтному модулю. Немного горячего клея. Сборка сделана!

Шаг 6: финал

Положите его в футляр, и мы его проверим. Но для тестов ничего не имею, кстати фоновое излучение выглядит нормально. Что я могу сказать, это устройство работает? Да, конечно. Но я вижу много способов обновить его, например, большой дисплей, чтобы можно было рисовать графику, модуль Bluetooth или использовать Зиверт вместо Рентгена. Я в порядке с устройством, но если вы обновите его, поделитесь, пожалуйста! Так что это все, что у меня есть на сегодня, надеюсь, вам понравится, и если вы поделитесь этим видео в социальных сетях, это действительно поможет. Спасибо за просмотр, увидимся в следующий раз! Найди меня в социальных сетях:

www.youtube.com/c/HowToDoEng

Второй приз Arduino Contest 2017