Nové a vylepšené Geigerovo počítadlo - nyní s WiFi!: 4 kroky (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Toto je aktualizovaná verze mého Geigerova počítadla z tohoto Instructable. Bylo to docela populární a dostal jsem dobrou zpětnou vazbu od lidí, kteří se zajímali o jeho stavbu, takže tady je pokračování:

GC-20. Geigerův počítač, dozimetr a radiační monitorovací stanice vše v jednom! Nyní o 50% méně THICC a se spoustou nových softwarových funkcí! Dokonce jsem napsal tuto uživatelskou příručku, aby vypadala více jako skutečný produkt. Zde je seznam hlavních funkcí, které toto nové zařízení má:

• Dotykový displej, intuitivní GUI
• Na domovské obrazovce zobrazuje počty za minutu, aktuální dávku a akumulovanou dávku
• Citlivá a spolehlivá trubka SBIG-20 Geiger-Muller
• Variabilní doba integrace pro průměrování dávkového příkonu
• Režim časovaného počítání pro měření nízkých dávek
• Vyberte jednotky mezi Sieverts a Rems jako jednotky pro zobrazenou dávku
• Uživatelem nastavitelný práh výstrahy
• Nastavitelná kalibrace pro uvedení CPM do dávkového příkonu pro různé izotopy
• Zvukové klikání a LED indikátor se zapínají a vypínají z domovské obrazovky
• Protokolování dat offline
• Hromadné protokolování dat do cloudové služby (ThingSpeak) pro graf, analýzu a/nebo uložení do počítače
• Režim monitorovací stanice: zařízení zůstává připojeno k WiFi a pravidelně zveřejňuje úroveň okolního záření na kanálu ThingSpeak
• Dobíjecí LiPo baterie 2 000 mAh s výdrží 16 hodin a nabíjecím portem micro USB
• Koncové uživatele nevyžaduje žádné programování, nastavení WiFi zajišťuje GUI.

Chcete -li prozkoumat funkce softwaru a navigaci v uživatelském rozhraní, nahlédněte do uživatelské příručky pomocí výše uvedeného odkazu.

Krok 1: Navrhnout soubory a další odkazy

Všechny soubory návrhu, včetně kódu, Gerbers, STL, SolidWorks Assembly, Circuit Schematic, Bill of Materials, User Manual and Build Guide lze nalézt na mé stránce GitHub projektu.

Upozorňujeme, že se jedná o poměrně zapojený a časově náročný projekt, který vyžaduje určité znalosti programování v Arduinu a dovednosti v pájení SMD.

Informační stránka k tomu je na mém portfoliu zde a můžete zde také najít přímý odkaz na průvodce sestavením.

Krok 2: Potřebné součásti a vybavení

Schéma obvodu obsahuje štítky dílů pro všechny diskrétní elektronické součástky použité v tomto projektu. Koupil jsem tyto komponenty od LCSC, takže zadáním těchto čísel dílů do vyhledávacího panelu LCSC se zobrazí přesné potřebné komponenty. Průvodce sestavením jde podrobněji, ale shrnu informace zde.

UPDATE: Na stránku GitHub jsem přidal list aplikace Excel ze seznamu objednávek LCSC.

Většina použitých elektronických součástek je SMD, a to bylo vybráno z důvodu úspory místa. Všechny pasivní součásti (odpory, kondenzátory) mají stopu 1206 a existují některé tranzistory SOT-23, diody velikosti SMAF a SOT-89 LDO a časovač SOIC-8 555. Pro induktor, spínač a bzučák jsou vytvořeny vlastní stopy. Jak bylo uvedeno výše, čísla produktů pro všechny tyto komponenty jsou označena na schematickém diagramu a verze schématu ve vyšší kvalitě je k dispozici na stránce GitHub.

Následuje seznam všech komponent použitých k úplné montáži, NEZAHRNUJE diskrétní elektronické součásti, které je třeba objednat u LCSC nebo podobného dodavatele.

• PCB: Objednávka od jakéhokoli výrobce pomocí souborů Gerber nalezených v mém GitHubu
• WEMOS D1 Mini nebo klon (Amazon)
• 2,8 "dotykový displej SPI (Amazon)
• Geigerova trubice SBM-20 s odstraněnými konci (mnoho prodejců online)
• Deska nabíječky 3,7 V LiPo (Amazon)
• Turnigy 3,7 V 1S 1C LiPo baterie (49 x 34 x 10 mm) s konektorem JST-PH (HobbyKing)
• Šrouby se zápustnou hlavou M3 x 22 mm (McMaster Carr)
• Šrouby se šestihrannou hlavou M3 x 8 mm (Amazon)
• Mosazná vložka M3 (Amazon)
• Vodivá měděná páska (Amazon)

Kromě výše uvedených dílů jsou dalšími různými díly, zařízením a spotřebním materiálem:

• Páječka
• Pájecí stanice s horkým vzduchem (volitelně)
• Topinkovač pro přetavení SMD (volitelně, buď to, nebo teplovzdušná stanice)
• Pájecí drát
• Pájecí pasta
• Šablona (volitelně)
• 3D tiskárna
• PLA filament
• Silikonově izolovaný lankový rozchod 22
• Šestihranné klíče

Krok 3: Kroky montáže

1. Nejprve pájejte všechny komponenty SMD na desku plošných spojů pomocí upřednostňované metody

2. Připájejte desku nabíječky baterie k podložkám ve stylu SMD

3. Pájecí zástrčky na desce D1 Mini a na spodní podložky desky LCD

4. Připájejte desku D1 Mini k desce plošných spojů

5. Odřízněte všechny vyčnívající kabely z D1 Mini na druhé straně

6. Vyjměte čtečku karet SD z displeje LCD. To bude rušit ostatní součásti na desce plošných spojů. Funguje na to flush cutter

7. Pájecí součásti skrz otvor (konektor JST, LED)

8. Pájejte desku LCD na DPS NA KONCI. Poté již nebudete moci D1 Mini odpájet

9. Odřízněte vyčnívající zástrčky na spodní straně z desky LCD na druhé straně desky plošných spojů

10. Odřízněte dva kusy splétaného drátu, každý o délce přibližně 8 cm (3 palce), a odizolujte konce

11. Připájejte jeden z vodičů k anodě (tyči) trubice SBM-20

12. Pomocí měděné pásky připevněte druhý vodič k tělu tubusu SBM-20

13. Cínujte a pájejte ostatní konce vodičů k podložkám průchozích otvorů na desce plošných spojů. Ujistěte se, že je polarita správná.

14. Nahrajte kód do D1 mini s preferovaným IDE; Používám VS Code s PlatformIO. Pokud si stáhnete moji stránku GitHub, měla by fungovat, aniž byste museli provádět jakékoli změny

15. Připojte baterii ke konektoru JST a zapněte, abyste zjistili, zda funguje!

16. 3D tisk pouzdra a krytu

17. Připevněte mosazné závitové vložky do šesti míst otvoru v pouzdru pomocí páječky

18. Namontujte sestavenou desku plošných spojů do pouzdra a zajistěte ji 3 šrouby o průměru 8 mm. Dva nahoře a jeden dole

19. Umístěte Geigerovu trubici na prázdnou stranu DPS (směrem ke grilu) a zajistěte krycí páskou.

20. Vložte baterii přes horní část tak, aby seděla nad součástmi SMD. Veďte vodiče do mezery ve spodní části pouzdra. Zajistěte maskovací páskou.

21. Nainstalujte kryt pomocí tří zapuštěných šroubů 22 mm. Hotovo!

Napětí na Geigerově trubici lze upravit pomocí variabilního odporu (R5), ale zjistil jsem, že ponechání potenciometru ve výchozí střední poloze produkuje něco přes 400 V, což je pro naši Geigerovu trubici ideální. Výstup vysokého napětí můžete otestovat buď pomocí vysoce impedanční sondy, nebo vytvořením děliče napětí s celkovou impedancí alespoň 100 MOhmů.

Krok 4: Závěr

Při mém testování všechny funkce ve třech jednotkách, které jsem vytvořil, fungují perfektně, takže si myslím, že to bude docela dobře opakovatelné. Pošlete prosím svou sestavu, pokud ji nakonec dokončíte!

Toto je také projekt s otevřeným zdrojovým kódem, takže bych rád viděl změny a vylepšení, které na něm provedli ostatní! Jsem si jistý, že existuje mnoho způsobů, jak to zlepšit. Jsem student strojního inženýrství a do odborníka na elektroniku a kódování mám daleko; právě to začalo jako hobby projekt, takže doufám v další zpětnou vazbu a způsoby, jak to zlepšit!

UPDATE: Prodávám několik z nich na Tindie. Pokud byste si chtěli místo vlastní stavby koupit jeden, najdete ho v mém obchodě Tindie na prodej zde!