ESP8266 va sensorli ekranli DIY Geiger hisoblagichi: 4 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

YANGILASH: WIFI VA BOShQA QO'ShIMChA XUSUSIYATLARI BILAN YANGI VA TAKMILLANGAN VERSION BU YERDA

Men Geiger hisoblagichini ishlab chiqdim va qurdim-bu ionlashtiruvchi nurlanishni aniqlaydigan va o'z foydalanuvchisini atrofdagi nurlanishning xavfli darajasi haqida hamma tanish bo'lgan shovqin bilan ogohlantiradigan qurilma. Bundan tashqari, siz minerallarni qidirishda, siz topgan jinsda uran rudasi bor yoki yo'qligini bilish uchun ham foydalanish mumkin!

O'zingizning Geiger hisoblagichingizni yaratish uchun Internetda mavjud ko'plab to'plamlar va o'quv qo'llanmalari mavjud, lekin men uni noyob qilishni xohlardim - men sensorli boshqaruvli GUI -displeyni yaratdim, shuning uchun ma'lumotlar chiroyli tarzda ko'rsatiladi.

1 -qadam: Asosiy nazariya

Geiger hisoblagichining ishlash printsipi oddiy. Ichida past bosimli gaz bo'lgan ingichka devorli quvur (Gayger-Myuller trubkasi deb ataladi) ikkita elektrod orqali yuqori kuchlanish bilan quvvatlanadi. Yaratilgan elektr maydoni dielektrikning buzilishiga olib kelmaydi, shuning uchun quvur orqali hech qanday oqim oqmaydi. Bu ionlashtiruvchi nurlanish zarralari yoki fotonlari o'tmaguncha.

Beta yoki gamma nurlanish o'tganda, u ichidagi gaz molekulalarining bir qismini erkinlashtirishi va erkin elektronlar hosil qilishi mumkin. Bu zarralar elektr maydonining mavjudligi tufayli harakat qila boshlaydi va elektronlar tezlikni oladi va ular boshqa molekulalarni ionlashtiradilar va bir zumda elektr o'tkazadigan zaryadlangan zarralar kaskadini hosil qiladilar. Oqimning bu qisqa pulsini sxemada ko'rsatilgan sxema orqali aniqlash mumkin, undan keyin chertish tovushini yaratish mumkin, yoki bu holda u bilan hisob -kitob qila oladigan mikrokontrollerga beriladi.

Men SBM-20 Geiger naychasidan foydalanayapman, chunki uni eBayda topish oson, beta va gamma nurlanishiga sezgir.

2 -qadam: ehtiyot qismlar va qurilish

Men bu loyihaning miyasi sifatida ESP8266 mikrokontrolleriga asoslangan NodeMCU taxtasidan foydalandim. Men Arduino kabi dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan narsani xohlardim, lekin displeyni juda kechiktirmasdan boshqaradigan darajada tez.

Yuqori kuchlanish uchun, men Aliexpress-dan GV DC-DC kuchaytirgichidan foydalanib, Geiger trubkasiga 400V etkazib berdim. Shuni yodda tutingki, chiqish voltajini sinovdan o'tkazishda siz uni multimetr bilan to'g'ridan -to'g'ri o'lchay olmaysiz - empedans juda past va u kuchlanishni pasaytiradi, shuning uchun o'qish noto'g'ri bo'ladi. Multimetr bilan ketma -ket kamida 100 MOhm kuchlanish bo'luvchi yarating va kuchlanishni shu tarzda o'lchang.

Qurilma 18650 batareyasi bilan ishlaydi, u boshqa zanjir uchun doimiy 4,2 V kuchlanishli boshqa kuchaytirgich konvertoriga ulanadi.

Mana, kontaktlarning zanglashiga olib keladigan barcha komponentlar:

• SBM-20 GM trubkasi (eBayda ko'plab sotuvchilar)
• Yuqori kuchlanishli konvertor (AliExpress)
• 4.2V uchun Boost konvertori (AliExpress)
• NodeMCU esp8266 taxtasi (Amazon)
• 2,8 dyuymli sensorli ekran (Amazon)
• 18650 Li-ionli hujayra (Amazon) Yoki har qanday 3.7 V LiPo batareyasi (500+ mA / soat)
• 18650 ta uyali ushlagich (Amazon) Eslatma: bu batareya ushlagichi PCB uchun juda katta bo'lib chiqdi va men uni payvandlash uchun pimlarni ichkariga burishim kerak edi. Kichikroq LiPo batareyasini ishlatishni tavsiya qilaman va JSTni lehimlash uning o'rniga tenglikni akkumulyator panellariga olib keladi.

Turli elektron komponentlar kerak (sizda ulardan ba'zilari bo'lishi mumkin):

• Rezistorlar (Ohm): 330, 1K, 10K, 22K, 100K, 1,8M, 3M. Yuqori kuchlanishli chiqishni o'lchash uchun zarur bo'ladigan kuchlanish bo'luvchi qilish uchun 10M rezistorlar olishni tavsiya eting.
• Kondensatorlar: 220 pF
• Transistorlar: 2N3904
• LED: 3 mm
• Buzzer: har qanday 12-17 mm piezo-signal
• Sug'urta ushlagichi 6,5*32 (Geiger trubkasini mahkam bog'lab qo'yish uchun)
• O'chirish tugmasi 12 mm

Iltimos, mening GitHub -dagi PDF sxemasiga qarang, barcha komponentlar qayerga ketishini. Odatda bu komponentlarni DigiKey yoki LCSC kabi yirik distribyutordan buyurtma qilish arzonroq. GitHub sahifasida LCSC -dan buyurtmalarim ro'yxati ko'rsatilgan elektron jadvalni topasiz, u yuqorida ko'rsatilgan komponentlarning ko'pini o'z ichiga oladi.

PCB kerak bo'lmasa -da, u elektron yig'ilishni osonlashtirishga va uni chiroyli ko'rinishga olib kelishi mumkin. PCB ishlab chiqarish uchun Gerber fayllarini mening GitHub -da ham topish mumkin. Men o'zimniki bo'lganidan beri PCB dizayniga bir nechta tuzatishlar kiritdim, shuning uchun yangi konstruktsiyaga qo'shimcha o'tish moslamalari kerak emas. Biroq, bu sinovdan o'tkazilmagan.

Koson PLA -dan 3D bosilgan va uning qismlarini bu erda topishingiz mumkin. PCBda burg'ulash joyining o'zgarishini aks ettirish uchun SAPR fayllariga o'zgartirishlar kiritdim. Bu ishlashi kerak, lekin shuni unutmangki, bu sinovdan o'tkazilmagan.

3 -qadam: Kod va foydalanuvchi interfeysi

Men ekran uchun foydalanuvchi interfeysini yaratish uchun Adafruit GFX kutubxonasidan foydalandim. Kodni GitHub hisobimdan topishingiz mumkin.

Uy sahifasida dozalar tezligi, daqiqadagi hisoblar va qurilma yoqilganidan beri jami to'plangan dozalar ko'rsatilgan. Foydalanuvchi sekin yoki tez integratsiya rejimini tanlashi mumkin, bu yig'ilish oralig'ini 60 soniya yoki 3 soniyaga o'zgartiradi. Ovozli signal va LEDni alohida -alohida yoqish yoki o'chirish mumkin.

Foydalanuvchiga doz birligini, ogohlantirish chegarasini va CPMni dozalar tezligiga bog'liq bo'lgan kalibrlash omilini o'zgartirishga imkon beradigan asosiy sozlash menyusi mavjud. Barcha sozlamalar EEPROM -da saqlanadi, shuning uchun ularni qurilma qayta tiklanganda olish mumkin.

4 -qadam: Sinov va xulosa

Geiger hisoblagichi SBM -20 trubkasidan kutilgan narsalarga to'g'ri keladigan tabiiy fon nurlanishining bir daqiqada 15-30 marta bosish tezligini o'lchaydi. Uran rudasining kichik namunasi o'rtacha radioaktiv bo'lib, taxminan 400 CPM ni tashkil qiladi, lekin chiroqli mantiya naychani ushlab turganda 5000 CPMdan tezroq bosishi mumkin!

Geiger hisoblagichi 3,7 V da 180 mA atrofida ishlaydi, shuning uchun 2000 mA / soat batareya zaryad olganda 11 soat atrofida bo'lishi kerak.

Men naychani sezyum-137 ning standart manbai bilan to'g'ri sozlashni rejalashtirmoqdaman, bu esa dozani o'qishni aniqroq qiladi. Kelgusida takomillashtirish uchun men WiFi imkoniyatlarini va ma'lumotlarni qayd etish funksiyasini qo'shishim mumkin edi, chunki ESP8266 allaqachon o'rnatilgan Wi -Fi bilan ta'minlangan.

Umid qilamanki, sizga bu loyiha qiziqarli bo'ldi! Iltimos, agar siz shunga o'xshash biror narsa qilmoqchi bo'lsangiz, o'z qurilishingizni baham ko'ring!